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 , 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].
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
↑Modèle à 3 ou 4 pales tournant selon un axe perpendiculaire au mat principal
↑(en-GB) Jillian Ambrose, « Good vibrations: bladeless turbines could bring wind power to your home », The Guardian, (ISSN0261-3077, lire en ligne, consulté le )
