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Les pales du rotor
La variation de la vitesse du vent change la direction du vent par rapport à la pale du rotor
Sur l'image ci-dessus nous avons détaché la pale du moyeu. La pale est vue du côté sous le vent, depuis la base de la pale vers son extrémité. Le vent souffle à une vitesse d'entre 8 et 16 m/s dans le paysage environnant (depuis le bas de l'image), et l'extrémité de la pale se meut vers la partie gauche de l'image.
Sur l'animation, vous pouvez voir comment tout changement du vent a un effet bien plus remarquable sur l'angle d'attaque du vent à la base de la pale (marquée par la ligne jaune) qu'à son extrémité (marquée par la ligne rouge). Si le vent est suffisamment fort pour provoquer le
décrochage aérodynamique
d'une pale, c'est donc à la base de la pale que ce phénomène commence.
La direction de la portance
Coupons maintenant la pale du rotor à la ligne jaune. Sur l'image à droite, la flèche grise montre la direction de la
portance
à la ligne de coupure. La portance est perpendiculaire à la direction du vent. Comme vous pouvez l'observer, la portance pousse partiellement la pale dans la direction désirée, c.-à-d. à gauche. Cependant, elle l'incline aussi un peu.
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Profils de la pale du rotor (coupes transversales)
Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessus, les pales du rotor d'une éolienne ressemblent beaucoup aux ailes d'un avion. En fait, les concepteurs des pales du rotor utilisent souvent les profils classiques des ailes d'un avion pour la conception de la partie la plus extrême de la pale.
Par contre, les profils épais de la partie la plus intérieure de la pale sont normalement conçus spécialement pour les éoliennes. Le choix de profils pour les pales du rotor implique toujours un certain nombre de compromis, étant donné que la pale doit avoir des caractéristiques fiables de portance et de décrochage. De même, la pale doit pouvoir bien fonctionner, même en cas de salissure de la surface de la pale (ce qui peut poser des problèmes dans les localités où il ne pleut pas beaucoup).
Matériaux de la pale
La plupart des pales modernes des grandes éoliennes sont fabriquées en plastique (polyester ou époxy) renforcé par des fibres de verre (en anglais, appelé aussi GRP - glass fibre reinforced plastics).
L'utilisation de fibres de carbone ou d'aramide comme matériaux de renforcement est une autre possibilité, mais en général, une telle solution s'avérera trop chère pour les grandes éoliennes.
Les matériaux composites de bois, bois-époxy ou bois-fibres-époxy n'ont pas encore pénétré le marché des pales, bien qu'on explore toujours les possibilités de leur utilisation pour la fabrication des pales. Les alliages d'acier et d'aluminium posent des problèmes de poids et de fatigue du métal, respectivement. Par conséquent, ces alliages sont actuellement seulement utilisés pour les pales très petites.
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Dernière mise à jour le 10 mai 2003 http://www.windpower.org/fr/tour/wtrb/blades.htm |