Une équipe américaine travaille actuellement à la conception d’une éolienne géante de 50 MW qui pourraient être déployée dès 2025. Ceci fracasserait le record actuel, celui d’une éolienne de 8,8 MW déployée au début d’avril dans un parc situé au large de l’Écosse. En plus d’être plus haut que la tour Eiffel, le nouvel appareil se distinguera par un système de pales à la voilure déformable, réduisant automatiquement sa voilure par vent trop violent ou lors d’ouragans.
Le projet, mené par une équipe de l’Université de la Virginie, essaie de faire évoluer le design des éoliennes de manière à réduire leur coût de revient – ce qui en éolien, passe par des appareils de plus grande taille. Mais pour construire plus grand, il faut aussi réduire le poids des pièces, faciliter leur transport et trouver de meilleurs moyens de ralentir les pales lorsque le vent souffle trop fort.
C’est ici qu’intervient le concept de rotor transformable ultraléger segmenté (Segmented Ultralight Morphing Rotor, ou SUMR). Alors que l’éolienne de base mesure environ 70 mètres de hauteur pour un rotor d’environ 50 mètres de diamètre, le SUMR de 50 MW ferait 430 mètres de hauteur (plus que la tour Eiffel) et son rotor ferait près de 500 mètres de diamètre. Ce serait aussi un design à deux pales plutôt que trois.
Une autre grande différence avec une éolienne ordinaire sera la position des pales et de la nacelle, qui feront face au vent plutôt que de lui faire dos. Les pales, qui feront 200 mètres de long, seront divisées en 5 à 7 segments assemblés sur place, ce qui facilitera le transport de ces éléments. L’éolienne géante récemment déployée en Écosse avait des pales de 107 mètres de longueur, ce qui représentait un énorme défi logistique.
Mais la grande innovation, c’est que ces pales segmentées seront flexibles et repliables dans le sens du vent pour réduire leur voilure totale. Les chercheurs ont développé cette approche pour permettre le déploiement d’éoliennes au large de la côte est américaine, régulièrement frappée par des ouragans et devrait leur permettre de résister à des vents dépassant 250 km/h. Cette approche remplace le classique frein sur l’axe de rotation, qui serait soumis à un stress excessif lors de vents aussi violents. Cette forme repliable s’inspire de la manière dont les palmiers résistent au vent.
Après avoir testé le concept sur de petites pales de 20 mètres, l’équipe prévoit déployer d’ici peu un prototype de 13,2 MW, à l’échelle 1:5. Les essais sur des pales de 105 mètres de longueur doivent commencer vers la fin de l’été. Le design de l’engin pleine grandeur de 50 WM pourrait être terminé au printemps 2019. Ce genre de projet technologique comporte toujours une part de risque, mais si le succès est au rendez-vous, l’éolien offshore pourrait devenir une réalité sur la côte est américaine.
Sources :
- Scientific American, World’s Largest Wind Turbine Would Be Taller Than the Empire State Building
- Segmented Ultralight Morphing Rotor
Énergie et environnement 
Quelle vitesse en bout de pale ?
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C’est une très bonne question, mais les sources disponibles ne le précisent pas.
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la question est quel diamètre de mât au pied de la machine
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C’est une bonne question, mais je ne connais pas la réponse. Le site web du projet propose peut-être de l’information à ce sujet.
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NYOUZ2DÉS: Il faut toujours préciser que « une éolienne ça ne vaut rien et que ça ne vaudra jamais rien ». À cause du vent. L’éolienne en elle-même est une merveille technologique, c’est le vent qui est d’une fiabilité nulle. Selon wikipedia (dans « énergie éolienne ») une éolienne produit du courant… 44,3 HEURES PAR SEMAINE (en moyenne annuelle) sur une possibilité de 168 heures qu’il faudrait couvrir. Soit moins de 2 jours par semaine. Et ils sont généreux, parce que ici, au Québec, en Gaspésie, à Cap Chat, c’est beaucoup moins que cela (16 heures par semaine sur le bord de la mer). UNE ÉOLIENNE ÇA VAUT ZÉRO. Il faut cesser d’investir dans cette mauvaise filière énergétique.
Voir à ce sujet (et beaucoup d’autres) mon site internet articlesdujour.com/ et ces plus de 60 000 pages de textes choisis.
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Beaucoup d’informations complètement erronées dans cet article.
Déjà l’éolienne terrestre de base des années 2000/2010 est une machine ayant une puissance nominale de 2MW/2.5MW avec une hauteur de moyeu minium de 80m et un diamètre de rotor d’environ 100m. Maintenant en terrestre on est sur du 3MW/4MW avec des diamètres de rotor de 110 à 150m, et des hauteur de hub de 90m à 150m. Les chiffres concernant « l’éolienne de base » donnés dans l’article sont les mensurations typiques des machines du milieu des années 90 (genre Nordex N50 ou N60).
Ensuite vient la plus grosse connerie de l’article. Il est dit que le fameux prototype à voilure variable de 500m de diamètre fonctionnera face au vent et non pas dos au vent comme les éoliennes actuelles. Toutes les éoliennes industrielles actuelles s’orientent pour placer rotor et nacelle FACE AU VENT. Pourquoi fonctionner dos au vent ?? j’ai pas pigé là.
Ensuite la dite machine de 8.8MW au large de l’Écosse est une Vestas V164 de 8.8MW, avec une longueur de pale de près de 82m pièce (pour faire simple 164/2) et non pas de 107m comme écrit dans l’article. La seule machine ayant à ce jour des pales de 107m de long est la General Electric HaliadeX de 12MW, dont un seul prototype est en fonctionnement à ce jour, dans le port de Rotterdam, monté en novembre 2019.
Pour finir le paragraphe qui traite du principe de la régulation de puissance du prototype géant en cas de vents violents parle de pales à voilure variable, qui, quand le vent deviendrait beaucoup trop fort, se plieraient dans le sens du vent pour exposer moins de surface au vent. C’est quasiment le principe sur toutes les éoliennes conçues à partir des années 2000. Chaque pale est motorisée (électrique ou hydraulique) et pivote sur le moyeu de l’éolienne. Lorsque l’éolienne est en fonctionnement à sa vitesse de vent nominal, ou plus, le système ajuste en permanence l’angle de calage des pales afin de ne pas envoyer trop de puissance mécanique sur l’arbre principal. Lorsque le vent devient supérieur à la vitesse de vent maximale de fonctionnement de l’éolienne (25m/s), la machine se met à l’arrêt en plaçant les pales en « drapeaux » de sorte à ce que la surface exposée au vent soit très faible, et ainsi les pâles ne prennent plus le vent et elles fonctionnent dans ce cas comme une sorte d’aérofrein. On parle de pitch control. Le frein mécanique ne sert qu’à immobiliser complètement la chaîne cinématique lorsque les pâles sont déjà en drapeau.
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De bonnes observations, vous vous y connaissez certainement plus que moi. Pour ce qui est des variations sur «l’éolienne de base», j’ai l’impression que le contexte nord-américain y est pour quelque chose, la technologie semble avoir un certain retard sur l’Europe.
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