L’énergie éolienne, qui transforme en électricité la puissance d’une ressource inépuisable comme le vent, est un investissement durable et précieux pour l’avenir. L’exploitation du vent nécessite la construction de parcs éoliens, sur terre ou en haute mer, avec des dizaines d’éoliennes. Ces géants font partie du paysage depuis quelques années, mais sait-on comment ils fonctionnent ?
Sommaire
L’énergie éolienne est la clé de la décarbonisation et de la lutte contre le changement climatique.
Comment le vent est-il produit ? Le rayonnement solaire n’affecte pas la surface de la terre de la même manière : certaines zones sont plus chaudes que d’autres, et dans ces zones, l’air, qui pèse moins, a tendance à s’élever, créant des zones de basse pression, tandis que dans les zones plus froides, l’air descend et pèse plus, créant des zones de haute pression. La différence de pression fait bouger l’air et crée le vent, un élément si puissant qu’il peut être utilisé pour produire de l’énergie.
Qu’est-ce que l’énergie éolienne ?
L’énergie éolienne est une énergie obtenue par la force du vent. Comment ? Grâce à une éolienne qui transforme l’énergie cinétique des courants d’air en énergie électrique. L’énergie est principalement extraite par le rotor, qui transforme l’énergie cinétique en énergie mécanique, et par le générateur, qui transforme cette énergie mécanique en énergie électrique. Il s’agit d’une énergie renouvelable, efficace, mature et sûre, essentielle à la transition énergétique et à la décarbonisation de l’économie.
Comment fonctionne l’énergie éolienne ?
Comme nous l’avons déjà mentionné, pour utiliser l’énergie cinétique du vent et la convertir en énergie électrique, il est nécessaire d’utiliser une éolienne. L’utilisation optimale de ces géants (qui mesurent généralement entre 80 et 120 mètres de haut) dépend de la force du vent. C’est pourquoi les parcs éoliens, qui regroupent un grand nombre d’éoliennes et permettent d’obtenir cette énergie en grande quantité, doivent être installés dans des endroits où les conditions de vent sont prédominantes.
Les éoliennes doivent être orientées dans la direction du vent, ce qui se fait au moyen d’une girouette sur la nacelle. À partir de là, la force des courants d’air va mettre en mouvement les trois parties principales de l’éolienne :
- Le rotor : composé de trois pales et de la douille qui les relie, sa fonction est de capter la force du vent et de la convertir en énergie mécanique de rotation.
- Le multiplicateur : relié au moteur par un arbre, il a pour fonction d’augmenter la vitesse de rotation de 30 tours par minute (tr/min) à 1500 tr/min.
- Le générateur : cet élément est chargé de convertir l’énergie mécanique de rotation en énergie électrique.
Chacune des éoliennes qui composent un parc éolien est reliée par des câbles souterrains qui acheminent l’électricité vers un poste de transformation. De là, elle est transportée vers les foyers, les usines ou les écoles, entre autres destinataires, grâce aux réseaux de distribution des différentes compagnies d’électricité.
L’importance du rotor
L’air qui passe sur la surface de balayage des pales les fait tourner. La résistance des pales lui fait perdre de la vitesse. C’est cette énergie que le générateur « récolte ». Plus la durée des pales est longue, plus la capacité à collecter de l’énergie est grande.
Les différents types d’énergie éolienne
Il existe actuellement deux types d’énergie éolienne, qui dépendent de l’endroit où sont érigées les éoliennes :
L’énergie éolienne terrestre
L’énergie éolienne terrestre est chargée de produire de l’électricité en exploitant le vent à partir de parcs éoliens situés à terre. Pour ce faire, on installe des éoliennes capables de transformer l’énergie cinétique du vent en électricité utilisable et on l’envoie au réseau de distribution.
L’énergie éolienne en mer
L’énergie éolienne offshore est l’énergie obtenue en exploitant la force du vent qui se produit en haute mer, où il atteint une vitesse plus élevée et plus constante que sur terre en raison de l’absence de barrières. Afin d’exploiter au mieux cette ressource, on installe des méga-structures qui reposent sur le fond marin et sont équipées des dernières innovations techniques.
Les principaux avantages de l’énergie éolienne
L’énergie éolienne offre de nombreux avantages, tant pour les entreprises qui y investissent que pour la société en contribuant à minimiser l’impact du changement climatique :
Propre
Ne nécessitant aucun processus de combustion, c’est une énergie à faible émission de gaz à effet de serre (GES), principaux responsables du réchauffement climatique.
Inépuisable
Le vent est une ressource illimitée, et son utilisation l’est tout autant tant que les courants d’air sont suffisants.
Bon marché
Le coût du kW produit et de son entretien est assez faible. Dans les régions où le vent souffle plus fort, le bénéfice est encore plus grand.
Faible impact
Les parcs éoliens sont construits après un processus d’analyse et de planification rigoureux. En outre, les zones dépeuplées sont recherchées pour éviter les effets négatifs sur les habitants.
Il génère des emplois
Selon l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), l’énergie éolienne emploie déjà plus de 1,2 million de personnes aujourd’hui et le nombre d’emplois ne cessera d’augmenter.
Comment un parc éolien est construit
Le processus de construction d’un parc éolien est très complexe, car il faut analyser de nombreuses caractéristiques pour savoir où et quand il doit être construit. Parmi ces caractéristiques, les plus importantes à analyser sont la variation spatiale, temporelle et verticale du vent dans le temps. Ces paramètres sont étudiés à l’aide de girouettes et d’anémomètres et la production future du parc éolien est estimée pour garantir son efficacité potentielle. Des techniques de pointe en matière de calcul optimisent la conception du complexe éolien afin de maximiser la production d’énergie.
