A des altitudes élevées, à environ un km au-dessus du sol, l'influence de la surface de la terre sur l'écoulement du vent est pratiquement nulle. Par contre, dans les couches d'air plus basses, la friction contre la surface du terrain influe beaucoup sur la vitesse du vent. Dans l'industrie éolienne, on distingue entre la rugosité du terrain et l'influence exercée par les obstacles avoisinants et les contours du paysage (on parle aussi de l'orographie d'un paysage). L'importance de l'orographie sera étudiée plus loin, dans les pages portant sur les effets accélérateurs  : l' effet de tunnel et l' effet de colline.

En règle générale, une rugosité forte freine considérablement la vitesse du vent.

Ainsi, les forêts et les grandes villes freinent évidemment beaucoup le vent, tandis qu'une piste d'atterrissage en béton n'influe que peu sur la vitesse du vent. La surface de la mer a une rugosité encore plus faible que les pistes d'atterrissage ce qui fait qu'elle influe encore moins sur l'écoulement de l'air, alors que l'herbe longue, les buissons et les arbrisseaux freinent considérablement le vent.

Dans l'industrie éolienne, on se réfère en général à deux notions lorsqu'on évalue le potentiel éolien d'un endroit donné : la classe de rugosité et la longueur de rugosité. Ainsi, les paysages à rugosité forte - avec beaucoup d'arbres ou d'immeubles - sont rattachés à la classe de rugosité 3 ou 4 tandis que la surface de la mer est classée 0.

Les pistes d'atterrissage en béton appartiennent à la classe de rugosité 0,5. Il en est de même du paysage que vous voyez à gauche, où l'herbe a été broutée par les moutons.

Dans le manuel de référence , vous trouverez les définitions précises de classe et longueur de rugosité. Le terme longueur de rugosité désigne la hauteur au-dessus du sol à laquelle la vitesse moyenne du vent en théorie serait égale à zéro.

 

Nous avons fait le graphe ci-dessus en utilisant notre programme de calcul de la vitesse du vent. Il montre les variations de la vitesse du vent dans un paysage appartenant à la classe de rugosité 2 (terre agricole cultivée, avec de rares maisons et clôtures, distantes les unes des autres de quelque 500 m), si nous supposons que la vitesse du vent est égale à 10 m/s à une hauteur de 100 mètres au-dessus du sol.

On parle normalement du cisaillement du vent pour désigner la variation de la vitesse du vent en fonction de la distance à la surface de la terre. Le cisaillement du vent est également pris en considération lors de la construction d'une éolienne. S'il est question d'une éolienne dont la hauteur de moyeu est de 40 m et le diamètre de rotor est de 40 m, la vitesse du vent sera égale à 9,7 m/s au point le plus haut de la surface balayée par le rotor, contre 7,7 m/s au point le plus bas. Cela signifie que les forces travaillant sur les pales sont bien plus fortes lorsque celles-ci se trouvent dans leur position la plus haute que lorsqu'elles se trouvent dans leur position la plus basse.