PETITES ÉOLIENNES EN MILIEU URBAIN - …

1 PETITES OLIENNES EN MILIEU URBAIN 2 INTRODUCTION Ces derni res ann es, les PETITES oliennes sont devenues plus communes et nous les rencontrons actuellement en zones urbaines. De la m me mani re que pour le photovolta que, les oliennes urbaines produisent de l lectricit sur site, vitant toutes pertes de transport et permettant galement de r pondre aux exigences de production d lectricit verte. Cependant, ces PETITES oliennes en MILIEU URBAIN sont des produits particuli rement nouveaux sur le march . Les installations et les connections au r seau sont galement assez limit es. Par cons quent, pour aider au d veloppement de ce march , un effort de communication et d acc s l information doit tre fait, notamment sur la technologie en soi mais aussi dans les domaines de la r gulation, des proc dures administratives ou encore des questions de co ts.

2 L objectif premier du projet WINEUR est alors d identifier les conditions n cessaires une meilleure int gration des oliennes en MILIEU URBAIN et de promouvoir l mergence de la technologie en tant que moyen de production d lectricit l chelle des villes europ ennes. La premi re partie du projet intitul e Etat de l art et le ons a conclu en la production d un catalogue des machines disponibles en Europe et adapt es l environnement URBAIN ainsi qu un rapport sur la situation de l nergie olienne dans plusieurs pays europ ens et part le monde. Le second volet a trait des aspects technico- conomiques ainsi que la connexion au r seau. Deux rapports ont trait d une part des co ts d installation de diff rentes machines et de la rentabilit conomique, d autre part des questions de connexions au r seau pour les PETITES oliennes.

3 Enfin, la troisi me partie de WINEUR, Aspects l gaux et contraintes administratives , s est occup e de traiter des questions administratives et de planification, importantes pour l int gration des oliennes en MILIEU URBAIN . Elle s attarde sur les politiques internationales et nationales applicables au domaine et revient sur les barri res et solutions envisageables, principalement au Royaume-Uni, en France et aux Pays-Bas Des informations compl mentaires sont disponibles sur le site Internet du projet WINEUR, 3I. ETAT DE ART ET LECONS Jusqu tr s r cemment, les principales nergies renouvelables utilis es en MILIEU URBAIN taient le solaire thermique, le photovolta que et les pompes chaleur.

4 Ces derniers temps, les PETITES oliennes ont commenc tre disponibles et tre install es en MILIEU URBAIN . L utilisation du potentiel olien en MILIEU URBAIN est une id e r cente. En effet, la rugosit de cet environnement induit des turbulences perturbant le fonctionnement des oliennes utilis es jusqu pr sent. Cependant, des tudes sur le vent rencontrant un obstacle tel un b timent montrent que le vent s acc l re au contact de ce dernier. L angle d incidence d une turbine peut galement augmenter sa production d lectricit . R cemment, certains constructeurs ont d velopp diff rents types d olienne qui peuvent s adapter aux conditions particuli res des zones urbaines. Elles peuvent tre class es en deux cat gories principales : axe horizontal ou axe vertical.

5 Eolienne axe horizontal, elles sont similaires aux oliennes que l on rencontre actuellement sur les fermes oliennes. Les pales tournent gr ce l nergie cin tique du vent qui met par la m me en rotation l axe, connect au g n rateur, Cette nergie m canique est alors convertie en nergie lectrique. Les caract ristiques des oliennes axe horizontal sont les suivantes : de petite taille, de 5 20 m avec un diam tre compris entre 2 et 10 m, et avec une production pouvant aller jusqu 20 kW. Source : Eolienne axe horizontal (Mod le Fortis Montana) Eolienne axe vertical, elles ont t con ues pour s adapter au mieux avec les contraintes engendr es par les turbulences du MILIEU URBAIN comme d crit ci-dessus.

6 Gr ce ce design, elles peuvent fonctionner avec des vents provenant de toutes les directions et sont moins soumises ces perturbations que les oliennes axe horizontal. Elles sont relativement silencieuses et peuvent facilement s int grer au design des b timents. Leurs faiblesses r sident principalement dans la faible maturit du march (co ts d investissement lev s).En raison de leur petite taille, l nergie produite est faible mais s adapte bien aux besoins des consommateurs d un logement social. Elles trouvent donc leur place dans le MILIEU URBAIN . 4 Eolienne axe horizontal ou axe vertical ? En MILIEU URBAIN , la vitesse du vent et sa direction sont impr visibles, surtout pr s des b timents.

7 L o la turbulence ne peut tre vit e, les oliennes axe vertical peuvent plus facilement capter la ressource contenue dans le vent. D autre part, les oliennes peuvent tre class es selon leur caract ristique a rodynamique, c est- -dire fonctionnant avec un design utilisant la portance ou la tra n e. Les oliennes axe horizontal fonctionnent avec la portance alors que les oliennes axe vertical utilisent soit la tra n e (Savonius) soit la portance (Darrieus). L olienne de mod le Darrieus se caract rise par la forme en C de ces pales qui rappelle vaguement un batteur. Elle est normalement constitu e de deux ou trois pales. L olienne utilise l effet de la portance. Il existe diff rents types de machine utilisant ce principe : conique, cylindrique ou parabolique.

8 L olienne peut tre fix e par des haubans. L olienne WindWall est un exemple de machine Darrieus alors que le mod le Turby est connu pour tre bas sur un design Darrieus modifi . Source : Eolienne de type Darrieus (WindWall) L olienne de mod le Savonius utilise la tra n e et est constitu e de parties cylindriques en opposition. Un couple se cr e mettant alors le g n rateur en mouvement. La vitesse de d marrage de ces machines est plut t basse, autour de 2 m/s. Les oliennes axe vertical s adaptent particuli rement bien aux effets de la turbulence. De plus, ce design ne fait pas beaucoup de bruit et finalement convient bien au MILIEU URBAIN .

9 Source : Eolienne de type Savonius (WindSide) 5 Eolienne fonctionnant avec la portance ou la tra n e ? Les oliennes utilisant la portance pour g n rer une rotation sont capables d extraire plus d nergie du vent que celles utilisant la tra n e. Lorsque les pales utilisent la portance, cr ant ainsi une zone de d pression, une vitesse de rotation des pales plus grande peut tre obtenue que pour des pales fonctionnant sous le vent. C est parce que le design des pales portance traverse le flux d air et g n re ainsi un vecteur de force plus important que la vitesse du vent, alors qu un design utilisant la tra n e ne peut se sortir du vent plus vite que le vent ne souffle. L ensemble des oliennes du type Darrieus, comme la WindWall et la Turby, ont besoin d une force de rotation pour entra ner les pales dans leur rotation.

10 Cela engendre une demande suppl mentaire d nergie ce qui cr e par exemple dans le cas de la Turby une consommation positive d lectricit lors de vitesses de vent faibles. Les pales ont besoin d tre dans un flux d air afin d utiliser la portance et d extraire l nergie du vent, par cons quent une olienne stationnaire ne peut d marrer toute seule. Source : Eolienne de type Darrieus (Turby) Enfin, il existe un dernier type de machine utilis notamment aux Pays-Bas : la Venturi. Source : Eolienne de type Venturi 6 Suite aux diff rentes exp riences europ ennes, les conclusions que l on peut tirer l heure actuelle sont : Le vent soufflant autour d un b timent va tre d vi en atteignant le haut du b timent ; afin d utiliser de mani re optimale le vent soufflant au-dessus du b timent, il faut une certaine marge entre le bord du b timent et la fl che de l olienne.