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L.Marchy
02-10-2007

Je tiens à apporter une petite précision sur les pales de l'éolienne. Plus précisément concernant leur profile. Effectivement, leur profile ressemble à celui d'une aile d'avion (bombé sur le dessus, plat ou concave en dessous. Par contre, une aile d'avion est droite dans la longuer. Une pale d'éolienne, comme une pale d'hélice d'avion dera "vrillée". En effet, comme il est dit dans le cahpitre sur les pales, la vitesse linéaire en bout de pale est bien supérieure à la vitesse linéaire près deu moyeu. De ce fait, le vent relatif (qui est la composante vectorielle du vent vrai avec le vent créé par la vitesse de la pale lors de sa rotation) change consédérablement. Ceci implique que près du moyeu, l'angle formé par l'axe de l'arbre et la corde de la pale (la ligne droite entre le bord d'attaque et le bord de fuite) est faible ; par contre plus on s'éloigne du moyeu, plus cet angle est important. Pour ceux qui voudraient en savoir plus, qu'ils me contactent : laurent.marchy@tiscali.fr. Je peux fournir aux webmestre de ce site, les dessins et explications nécessaires.

L.M.

Bigguiz
09-10-2007

Merci pour ces précisions techniques assez pointues

Cela fait plaisir de voir que des gens "assez" spécialistes s'intéressent à ce modeste site.

Je vais effectivement vous contacter par mail.


L.Marchy
12-10-2007

Désolé, j'ai perdu votre dernier mail. J'ai des explications à vous faire parvenir. Pourriez-vous me renvoyer votre adresse. Merci d'avance.


L. Marchy
17-10-2007

OK, beaucoup de demandes d'infos sur les éoliennes. D'abord, une précision, la doc que j'ai est sous forme papier et provient de diverses sources (aéronautique, hélices marines...) comme il n'est pas possible d'en faire la publication ici, je vous donnes quelques trucs comme ils viennent.

D'abord, qu'est-ce qu'une hélice ?

Une hélice est composée d'un axe sur lequel sont fixées des pales. Pour une éolienne, le vent "appuie" sur les pale, mettant l'hélice en rotation.

Comment peut-on caractériser une hélice ?

Une hélice est caractérisée par 2 grandeurs principales :
- son diamètre
- son pas.

Qu'est-ce que le pas d'une hélice ?
Les pales font, avec le moyeu, un angle particulier qui lui permet de se "visser" dans l'air. Pour cela, l'air se déplace dans la direction de l'axe de rotation de l'hélice. Si on lâche une plume à l'extrémité d'une pale, la plume va donc se déplacer parallèlement à l'axe à une certaine vitesse. Lorsque la pale a fait exactement un tour, on mesure la distance parcourue par la plume. Cette distance est appelée le "pas" de l'hélice. Plus le pas est grand, plus la plume aura parcouru une distance importante.

A suivre...
L. Marchy
17-10-2007

Problème du pas d'une hélice.

Le pas peut donc être considéré comme un angle formé entre la pale et l'axe. Le problème est que cet angle varie en fonction de la distance à laquelle on se trouve par rapport à l'axe. Je parle là de vitesse linéaire. En effet, la vitesse angulaire est la même quelle que soit la distance à laquelle on se trouve de l'axe.
La relation entre les deux vitesses est donnée par la formule :


L. Marchy
17-10-2007

(Zut un clic mal placé, je continue....)

V = R . W

avec V = vitesse linéaire (en mètres par seconde)
R = distance du point considéré à l'axe (le rayon en mètres)
W = vitesse angulaire en radians par seconde (1 tour = 2.pi radians)

On voit que plus le rayon augmente (plus on s'éloigne de l'axe), plus V est important pour une même vitesse angulaire.

Pour parler clairement, si on met de petites roues sur une voiture, elle roulera moins vite que si elle à de grandes roues (bien évidement quand le moteur tourne à la même vitesse dans les deux cas).

Conclusion : plus on s'éloigne de l'axe, plus la vitesse linéaire est importante.

En quoi cela importe-t-il pour notre hélice ?

Et bien tout simplement par le fait que la pale en tournant va créer son propre vent (dit relatif) dont la direction sera opposé à sa vitesse. Ainsi près du moyeu la vitesse du vent relatif sera peu importante, alors que loin du moyeu le vent relatif sera très important.

Cette règle limite, par exemple, la vitesse de rotation d'une éolienne. En effet, prenons une éolienne dont les pales mesuret 50 m de longueur. En tournant à 1 tour par seconde, la vitesse en bout de pale est de ......................... 314 mètres par seconde. Et alors ??? quelle est la vitesse du son dans l'air? Hein ??? 330 m/s
C'est à dire que si cette éolienne tournait plus vite, le bout des pales aurait une vitesse supersonique donc création d'ondes de chocs détruisant les vitres des maisons et les tympans des promeneurs dans un rayon de plusieurs centaines de mètres à la ronde. Rien que du bonheur.

Ca, c'est le premier point important. Bien sur, vous n'atteindrez jamais des tailles aussi imposantes mais pensez-y en passant à côté des éoliennes géantes qui poussent dans nos campagnes.

Pour nous le plus important est que ce vent relatif s'additionne VECTORIELLEMENT au vent réel pour donner le vent APPARENT vu par la pale.

Pour comprendre, il faut un dessin.

A suivre...

L. Marchy
17-10-2007

Une flèche horizontale représente le vent (10 cm par exemple pour un vent de 10 m/s soit 36 km/h). Ce vent REEL (celui que ressent le promeneur) va se superposer au vent RELATIF crée par le déplacement de la pale dans l'air.
Si la pale mesure 50 cm de long et tourne à 5 tours par seconde, le vent RELATIF en bout de pale est de ..... 15,7 m/s. Tracez alors, à partir du bout de la première flèche, une autre flèche perpendiculaire de 15 cm,7 de long (à peu près).
Tracez, maintenant, en rouge, un trait du début de la première flèche jusqu'à la fin de la deuxième flèche. Vous aurez le vent APPARENT vu par l'extrémité de la pale. Ce vent apparent à une vitesse de 18,6 m/s soit 67 km/h !!!

Refaite un dessin similaire en ne modifiant que la longueur de la pale (1 m).
Vous obtenez donc un vent APPARENT de : 33 m/s soit 118 km/h.

En plus vous voyez que la direction des deux vents APPARENTS ne sont pas identiques.

Alors que le deuxième angle correspond à l'angle que forme le bout de la pale avec l'axe de rotation de l'hélice, le deuxième correspond à l'angle formé par le milieu de la pale avec l'axe de rotation.

Conclsion, si l'on regarde une pale du bout vers le moyeu, on va voir qu'elle n'est pas droite mais vrillée.

A suivre...
L. Marchy
17-10-2007

Profile d'une pale :

Pour faire simple, prenez un oeuf (dur !!! et épeluché !!) coupez le en deux dans la plus grande longueur. Posez une moitié à plat sur la table, la face bombée vers le haut (profitez-en pour manger l'autre moitié, avec de la mayo, ca passe mieux) . Recoupez la moitié posée sur la table, en deux dans le sens de la plus grande longueur. Mangez un des deux quart qui reste.

Le bord vertical du quart qui reste sur la table a à peu près le profile d'une pale simple. C'est à dire :

le bord inférieur droit.
Le bord supérieur arrondi avec la partie bombée plus d'un côté que de l'autre.

Si on pouvait étirer un peu cet objet, dans le sens de la longueur de 2 à 3 fois sa taille on obtiendrait un très bon profile de pale.

Cette dissymétrie est très importante. En effet, placé dans un courant d'air (qui glisserait sur la table de manière à aborder le profile par sa partie la plus bombée et à le quitter par sa partie la plus fine), aura tendance à soulever le profile vers le haut. Non pas en se glissant dessus mais en créant une dépression sur le dessus qui aura pour effet de le soulever par le dessus et non en le poussant par le dessous. Ceci est une démonstration peu scientifique de l'effet ventury (voir Wikipédia).

A suivre... là je vais me coucher. By !!
L. Marchy
17-10-2007

Quelques adresses intéressantes

Pour l'effet venturi :
fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Venturi

pour la portance d'un profile (aile d'avion)
fr.wikipedia.org/wiki/Portance

mettre h t t p : / / devant, sans les w w w
Tchô !!
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