L'ÉNERGIE DU VENT : DU MOULIN À L'ÉOLIENNE

Une ressource renouvelable, c’est une ressource qui peut se reconstituer de façon continue dans un horizon de temps défini. L'énergie éolienne est de ce fait une énergie renouvelable, tout comme l'énergie solaire et l'énergie hydraulique.

MOULIN À VENT DE POINTE AUX TREMBLES (©JEAN GAGNON)

PARCS ÉOLIENS EN GASPÉSIE (©HYDRO-QUÉBEC)

PARC ÉOLE, CAP CHAT (©QUÉBECORIGINAL)

SCHÉMA D’ÉOLIENNE (©MATHIEU CLABAUT)

L’énergie éolienne est produite par l’action du vent sur les pales d’une éolienne :
• Quand le vent fait tourner les pales de l’éolienne, on transforme l’énergie cinétique du vent en énergie cinétique de rotation des pales.
• Les pales sont connectées à un alternateur qui convertit l’énergie cinétique de rotation des pales en énergie électrique.
• On transforme ainsi l’énergie cinétique du vent en énergie électrique.

La quantité d’énergie produite varie en fonction de :

• La vitesse du vent (proportionnelle au cube de la vitesse)

• La surface sur laquelle le vent agit

• La densité de l’air

Seuils de vent à considérer :

• Minimum de 12 à 14 km/h pour débuter la production d’électricité

• Maximum de 90 km/h  (risque de bris)

• Vitesse optimale (production à pleine puissance) : 50 à 60 km/h

• Le vent est un flux d’air produit par les différences horizontales de pression atmosphérique.
• La pression atmosphérique à un endroit donné est le poids de la colonne d’air par unité de surface. L’unité de mesure est l’hectopascal : hPa. La pression atmosphérique à la surface est environ 1 000 hPa.
• La pression atmosphérique varie d’un endroit à un autre notamment à cause du réchauffement inégal de la surface terrestre.
• Si l’air dans la colonne est chauffé, il devient plus léger. S’il est refroidi, il devient plus lourd.
• Plusieurs forces entrent en jeu qui influencent la direction et la vitesse du vent : la force du gradient de pression, la force de Coriolis et la friction.
• Les éoliennes sont installées dans les régions où le vent est d’une intensité et d’une régularité appropriées pour la production d’énergie éolienne.

La pression atmosphérique varie horizontalement, mais aussi à la verticale.
De fait, elle varie plus rapidement à la verticale qu’à l’horizontale.
Par exemple, en s’élevant d’une distance de 5 km, la pression est réduite de moitié par rapport à sa valeur à la surface.

• La pression diminue avec l’altitude
• La même quantité d’air occupe un volume plus grand

• Suivant la loi des gaz parfaits, la température diminue avec la diminution de la pression.
• Avec la baisse de la température, la quantité de vapeur d’eau que peut contenir une masse d’air diminue aussi.
• Ceci donne lieu au processus de condensation d’une partie de la vapeur d’eau.

Dans l’expérience de la formation du nuage dans la bouteille, on commence par augmenter la pression dans la bouteille à l’aide de la pompe à air.
• On empêche l’air de s’échapper en fermant la valve.
• On simule ainsi la situation du cube d’air en bas de la figure (à Z=0 m).

• Quand on ouvre la valve, l’air s’échappe soudainement et la pression chute : c’est la détente.
• Avec la chute de pression, la température diminue et, en conséquence, une partie de la vapeur d’eau présente dans l’air se condense.
• Un processus similaire intervient lors de la formation d’un nuage.