Éolienne sans pales

Éoliennes sans pales

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Une éolienne sans pales est un dispositif permettant la production d’énergie électrique, à partir de l'énergie éolienne, qui se caractérise par une absence du système rotatif présent sur une éolienne "classique"^[a].

Principe de fonctionnement

Un cylindre contient une tige métallique relié à un alternateur, qui converti l'énergie du vent en électricité^[1].

Intérêt

Le but principal de ces modèles est de réduire les nuisance à la faune sauvage, plus particulièrement l'avifaune et à l'humain grâce à l'intervalle de fréquence des ondes sonores émises, souvent indétectables par l'humain^[2].

Principales marques

Saphonian

Un prototype d'éolienne sans pales a été conçu au sein de l'entreprise tunisienne Saphon Energy^[3]. Le système capte l'énergie cinétique du vent au moyen d'une voile pour la transformer en énergie mécanique, qui peut être stockée en électricité à l'aide de pistons générateurs de pression hydraulique^[4],[3]. Le stockage de l’énergie est pensé possible par l’intermédiaire d’un accumulateur hydraulique^[5],[6].

L’obtention d’un brevet international en 2013, a permis à l’entreprise d’obtenir la collaboration d’une banque indienne pour mettre en place un contrat pour l’installation d’un parc éolien composé de 50 saphoniennes fournissant une énergie de 20 kWh chacune^[3]. Cependant, cette technologie ets critiquée car elle ne respecte pas les principes thermodynamiques^[6].

En 2015, Saphonian reçoit le « Gulfstream Navigator Award », qui récompense les entreprises présentant un impact positif sur la santé, l’environnement et l’économie^[7].

Vortex Bladeless

Un autre prototype a été développé par Vortex bladeless^[8]. L'objectif est de créer une éolienne avec un générateur de 1 mégawatt pour une hauteur de plus de 150 mètres^[9]. Deux prototypes de vortex de 4 et 6 mètres de hauteur ont été testés afin de vérifier leurs performances à moyen terme, quelques mois ont suffi pour éditer un bilan. Il semble que le seul et unique défaut du Vortex réside dans le fait qu’il produit environ 30 % d’énergie en moins que les éoliennes classiques^[10].

D'après leur site Internet, les prototypes utilisent les tourbillons d’air^[11],[9]. En effet, ils sont habituellement, une véritable contrainte pour les structures provoquant de fortes vibrations qui peuvent les abîmer^[12]. Les matériaux utilisés sont très proches de ceux utilisés pour les éoliennes conventionnelles^[8].

Les essais initiaux montrent que le vortex fonctionne à moins de 20 hertz, ce qui signifie qu'il est silencieux. Pour des vents ayant une vitesse de 16 m/s, la tour oscillait à environ 4 hertz. En cas de vents forts, un système de synchronisation dans le contrôleur modifie la fréquence de résonance naturelle dans la structure^[9],[13].

La startup déclare que ce projet permettrait de réduire de 53 % des coûts de construction, de 51 % ceux de fonctionnement, de 80 % des coûts de maintenance, de 40 % des émissions de CO₂ et que l’énergie produite aurait un coût inférieur de 40 %^[14].

En 2015, deux prototypes ont été testés en conditions réelles, avec des résultats mitigés : le modèle produit de l'énergie avec un rendement 30 % inférieur à des éoliennes conventionnelles. Selon David Suriol, un des inventeurs de l'éolienne, ce défaut serait compensé par le gain de place occasionné par la taille réduite de la machine^[15].

Windbelt

L'entreprise Windbelt a développé une éolienne qui s'articule autour de deux principes de base : « l'Aero elastic Flutter » et l’induction électromagnétique^[16]. En 2007, ce système était encore en stade de prototype^[17].

Turbines Challenergy Magnus

En mai 2011, Atsushi Shimizu dépose un brevet et fonde la société Challenergy pour développer son éolienne « Typhoon turbines », qui doit utiliser l'énergie des ouragans et tempêtes tropicales^[18],[19].

L’éolienne « typhoon turbines » utilise l’effet Magnus^[20].

Les trois cylindres positionnés autour d’un axe vertical utilisent cet effet pour entrer en rotation, ce qui entraîne à son tour la rotation de tout le système. L’effet Magnus permet de réaliser un niveau type de contrôle sur les pales de la turbine. La vitesse de rotation de la turbine peut être régulée en régulant la vitesse de rotation des cylindres. Ceci permet d’éviter une rotation trop forte lors de vents violents et ainsi d’éviter l’endommagement de la structure et de son moteur. Ainsi, la production d’électricité pourrait être continue, même en cas de cyclone^{[18],[19],[21],[22]}.

En 2021, seules 2 installations pilotes ont été testées pour le modèle Magnus^[20].

À pales de rotor en H

Développé en Suisse par Roman Bühler, cet aérogénérateur à pales de rotor en H à axe tournant vertical peut alimenter deux immeubles en courant électrique^[23]. Il alimente, entre autres, la centrale logistique de Migros à Gossau^[24].

Notes et références

Notes

1. Modèle à 3 ou 4 pales tournant selon un axe perpendiculaire au mat principal

Références

1. Correspondance, Céline DELUZARCHE, « Moins grande, moins bruyante, moins chère : voici la première éolienne « vibrante » sans pales - Edition du soir Ouest-France - 10/05/2021 », sur Ouest-France.fr, 10 mai 2021 (consulté le 28 novembre 2024)
2. (en-GB) Jillian Ambrose, « Good vibrations: bladeless turbines could bring wind power to your home », The Guardian,‎ 16 mars 2021 (ISSN 0261-3077, lire en ligne, consulté le 20 juillet 2024)
3. « La start-up de la semaine : les éoliennes tunisiennes sans pales ni rotation émergent à l’international - Jeune Afrique.com », sur JeuneAfrique.com (consulté le 28 novembre 2024)
4. « Vidéo. Le Saphonian, une éolienne innovante inspirée des voiliers antiques », Le Monde,‎ 28 avril 2016 (lire en ligne, consulté le 19 novembre 2021).
5. « WIPO - Search International and National Patent Collections », sur patentscope.wipo.int (consulté le 20 juillet 2024)
6. (en) « Bladeless Wind Turbine Too Good To Be True? », sur PBS SoCal, 12 décembre 2013 (consulté le 20 juillet 2024)
7. (en-US) « OceanExchange.org is a 501c3 with the sole mission to help advance the adoption of solutions in the field of sustainability », sur Ocean Exchange (consulté le 28 novembre 2024)
8. (en-GB) Vortex Bladeless, « Vortex Bladeless | Innovative Wind Power », sur Vortex Bladeless (consulté le 20 juillet 2024) : « Similarities »
9. (en-US) Tom Spendlove, « Vortex Bladeless Generates Power from Wind without Blades », sur Engineering.com, 5 juin 2015 (consulté le 30 novembre 2024)
10. Yohan Demeure, expert géographe, « Ces éoliennes d'un nouveau genre fonctionnent sans pales ! », sur Sciencepost, 8 juin 2015 (consulté le 28 novembre 2024)
11. (en-GB) « How it works? », sur Vortex Bladeless (consulté le 20 juillet 2024) : « Potential Applications »
12. (en) C.H.K. Williamson et R. Govardhan, « V ORTEX -I NDUCED V IBRATIONS », Annual Review of Fluid Mechanics, vol. 36, n^o 1,‎ 21 janvier 2004, p. 413–455 (ISSN 0066-4189 et 1545-4479, DOI 10.1146/annurev.fluid.36.050802.122128, lire en ligne, consulté le 20 juillet 2024)
13. (en-US) POWER, « New Approach Powers Bladeless Wind Turbine », sur POWER Magazine, 1^er juillet 2015 (consulté le 1^er décembre 2024)
14. Axel Leclercq, « Vortex Bladeless : des éoliennes sans pales. (VIDÉO) », sur POSITIVR, 17 juillet 2019 (consulté le 1^er décembre 2024)
15. « Bientôt des éoliennes sans pales ? », Le Monde.fr,‎ 19 mai 2015 (lire en ligne, consulté le 17 novembre 2021)
16. (en) Anish Khati, windbelt-wind energy without turbine (lire en ligne)
17. (en-US) Ori Reshef, « WindBelt Technology – Good Vibrations », sur TFOT, 19 octobre 2007 (consulté le 28 novembre 2024)
18. (en) « Typhoon-powered wind turbine aims to siphon energy from a force of nature », sur Digital Trends, 6 octobre 2016 (consulté le 28 novembre 2024)
19. CNN. Storm chasers: The typhoon turbine that could power Japan for 50 years. s.d.
20. (ja) « Vertical Axis Magnus-type Wind Turbine - Challenergy Inc. », sur 株式会社チャレナジー | Challenergy Inc. (consulté le 20 juillet 2024)
21. (en) AFP, « Japan scientist eyes energy burst from 'typhoon turbine' | New Straits Times », sur NST Online, 29 mars 2017 (consulté le 20 juillet 2024)
22. (en) Reuters, « Japan start-up designs wind turbine that can harness typhoon energy », sur Reuters.com, 29 octobre 2021 (consulté le 20 juillet 2024)
23. Roman BÜHLER, Wind turbine, 25 avril 2013 (lire en ligne)
24. Horizons et débats, Une éolienne géniale créée en Suisse, n^o 28, 18 juillet 2011, p. 8, la rédaction.

Voir aussi

Article connexe

• turbovoile

Liens externes