Pourquoi les éoliennes marines ne sont pas "sous le vent"?

Bonjour,

J’ai eu il y a quelques années un voilier équipé d’une Aérogène 4 et j’ai souvent navigué depuis sur des bateaux équipés d’éoliennes marines. J’ai pu constater à chaque fois que celles ci fonctionnaient parfaitement au mouillage ou au port quand le bateau est à plat mais beaucoup plus difficilement au large avec une mer formée. En effet dès que le voilier gîte, tangue et roule, elles oscillent sur leur axe vertical en suivant les mouvements du bateau en faisant même parfois des tours complets, car leur gouvernail n’a pas une taille suffisante pour les maintenir dans le lit du vent. Evidemment, dans ces conditions, elles ne peuvent tourner et débiter régulièrement même avec un vent soutenu.

J’ai fait dernièrement l’essai d’une nouvelle éolienne de ma conception sur le bateau d’un ami en utilisant le générateur de son Aérogène 6, cela m’a permis de profiter de l’anémomètre et du contrôleur de charge très fiable et précis de son bateau pour en tester le rendement.
Pour faire cet essai, j’ai donc démonté le gouvernail et les pales d’origine de l’Aérogène pour les remplacer par celles de ma fabrication.
Mon éolienne est de type « sous le vent » du mat car ses pales sont souples, elle est donc sans gouvernail et auto directionnelle puisque son centre de poussée vélique est en AR du pivot vertical du générateur :
( voir mon site : soupl.eole.monsite-orange.fr[...]/ ).

Lors de cette sortie, après un essai fructueux au mouillage, nous avons dû rentrer précipitamment car le vent se levait, sans que j’ai eu le temps de démonter mon éolienne. C’est donc par hasard, lors de ce retour mouvementé, que je me suis aperçu qu’en naviguant même avec une mer formée, mon éolienne sous le vent, était plus stable. Elle débitait même assez régulièrement, certes moins bien qu’au mouillage, mais beaucoup plus que l’Aérogène originale par mer agitée. De plus, nous avons remarqué que plus elle tournait vite dans les surventes et moins elle oscillait ( sans doute grâce à l’effet gyroscopique).

Suite à cette expérience fortuite, je me demande pourquoi les concepteurs des éoliennes destinées aux voiliers n’ont pas pensé a utiliser cette technique « sous le vent » qui permet de faire l‘économie d’un gouvernail encombrant et surtout les rendre efficaces même par mer agitée.
Mais peut être existe-t-il déjà un modèle de ce type dans le commerce ?

L'équipage
19 juin 2011
19 juin 201119 juin 2011
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Bonjour,

ça existe

j'en ai vu au bord de la route quelque part aux environs de Vannes

(mais pour le moment je n'ai ni nom, ni site, ni adresse, ni photo)

Il me semble qu'elle était trop petite pour être un modèle dont l'orientation serait commandée par un moteur (deux mètres de dia maxi).

Il reste à faire des mesures précises de rendement dans les deux cas (hélice face au vent et bénéficiant d'un flux frais et non perturbé, et la même sous le vent avec un vent perturbé par le moteur, le mât etc), et ces mesures ne sont sans doute pas à la portée d'un amateur.

21 juin 2011
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Yes ! j'ai vu aussi, le long de la route à gauche vers Auray, mais la dernière fois que j'y suis passé elle était démontée.

21 juin 2011
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la dernière fois que je suis passé (aujourd'hui :heu:) il y en avait deux ou trois en service.

19 juin 2011
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Bonjour Yantho,
Effectivement il existe de petites éoliennes domestiques auto orientées « sous le vent » de leur mat sans l’aide de moteurs auxiliaires ( comme la Proven par ex ) mais pas à ma connaissance dans le domaine nautique. C’est surprenant compte tenu de leurs avantages : pas de gouvernail , donc encombrement moindre et surtout meilleure stabilité dans une mer formée comme j’ai pu le constater avec mon proto.
Quant à la baisse de rendement due à "l'ombre" du mat elle est négligeable, mais elle impose des pales d'une forme courbe pour qu'elles ne soient pas entièrement déventées en passant derrière le mat.

19 juin 2011
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Je crois que c'est la Skystream 3.7 que j'ai vu
eolienne-petite.com[...]ystream

Il n'y en a pas sur les bateaux peut-être parce que tout n'a pas encore été inventé/testé !

19 juin 2011
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oui, c'est sûrement cette éolienne que tu as vu, la société étant effectivement implantée en bord de 4 voies entre Vannes et lorient.

François

19 juin 201119 juin 2011
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Cette Skystream est effectivement un très bon exemple d'une petite éolienne "sous le vent" avec ses pales incurvées.
Je ne sais pas si elle est très efficace, mais elle est très belle!
Dommage qu'il n'en existe pas une version marine...

19 juin 201119 juin 2011
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J'ai regardé votre site, l'idée est seduisante. Avec les pales flexibles et arquées comment trouver le profil de pale idéale. D'autre part avec l'effet "de marche" ou "de pas" l'axe se trouvera decalé par rapport a la direction du vent et la aussi il faudra corriger le profil des pales.

20 juin 2011
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Bonjour Hydra,
Effectivement l'effet de pas (ou effet de couple) existe également pour une éolienne mais il est bien moindre que celui qui nous gène beaucoup, surtout en marche AR, avec les hélices de nos moteurs.
En effet la viscosité de l'air est bien moindre que celle de l'eau.

Pour contrer cet effet le pivot vertical de l'éolienne sur son mat peut être légèrement décalé latéralement du côté du sens de rotation.

20 juin 2011
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Bonjour Francis,
bonne idée, généreusement mise en ligne avec ton site, jolis effets dynamiques :
Bravo pour cette étude et ces réalisations qui seront relayées, je l'espère !
bon vent, bien sûr
Pierre

21 juin 2011
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Le problème de l'éolienne qui tourne quand la mer est agitée est facile à résoudre. Au départ, elle est mal équilibrée entre l'avant et l'arrière, le moteur est trop lourd. Il manque environ 60 grammes sur la queue.
Pour l'équilibrer il faut mettre le mât support à l'horizontal et charger la queue jusqu'à l'équilibre.
De plus si elle n'est pas au milieu, et qu'elle est sur un côté à l'arrière sous le vent par exemple, elle à tendance à pivoter dans les turbulences d'autant plus fortes que la mer est agitée.
Les grandes éoliennes qu'on voit un peu partout dans les champs maintenant ne mettent jamais l'hélice derrière, je pense que c'est à cause de la turbulence derrière le mât support qui risquerait de tout casser sur ces grandes pales géantes.

21 juin 2011
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Bonjour,

Je t'ai laissé un message en MP, peux tu me joindre stp?

Manu

22 juin 2011
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Bonjour Kaj,
L'équilibrage que vous préconisez n'améliore pas les oscillations horizontales de l'éolienne par mer formée, au contraire. Pour ce faire, il faudrait la lester davantage sur l'AR et augmenter la surface du gouvernail, avec un encombrement excessif, pour que l'éolienne reste mieux face au vent.
Certes, les grandes éoliennes sont toutes "au vent" car leur orientation est motorisée mais dans les petites tailles des éoliennes domestiques il existe de nombreux modèles "sous le vent" auto-orientés( Skystream, Proven, etc.). Leurs rendements sont satisfaisants sinon elles ne pourraient pas être commercialisées et elles profitent des avantages du principe: simplicité donc fiabilité et encombrement moindre.
D'où mon étonnement de constater qu'il n'en existe pas encore de modèle marin.

22 juin 2011
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Très bon site cicis83 merci d'avoir mis le lien.
Je vais me monter une micro eolienne avec un stepper moteur
qui marche deja tres bien en generator.

Je recherchait quelque chose dans ce genre il y a longtemp base sur du tissus
mais avec de bord d'atack rigides, c'est brillant cette idee de soplesse.
Je me demande aussi si votre idee de tuyere pres du bord marginal ne pourait pas
être utilisée pour le deltaplane a double surface,
ca produirait peut etre une forme winglet virtuel en quelque sorte.

merci encore pour cette tres bonne info.

22 juin 2011
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Très bonne idée de micro éolienne avec un stepper, mais deux petits inconvénients, le bruit, ce genre de moteur chante et la production assez faible, je n'ai jamais pu dépasser 1,6 A/H !
Mais on peut sans doute, maintenant, trouver des stepper plus puissants qu'il y a 20 ans quand j'ai commencé ! Il faut aussi vérifier qu'il ne sont pas trop dur à tourner. Je n'explique pas la méthode du câblage qui doit être évidente pour un spécialiste.
Autre petit inconvénient, la fabrication d'une hélice bien équilibrée... Ca n'est vraiment pas évident, pour moi du moins.
Quand à la variation d'angle, j'y reviens, c'est justement en fabriquant des éoliennes avec un stepper que je l'ai découvert, c'est en équilibrant les poids avant et arrière que ça disparaît. Si on met une gouverne plus grande, on augmente le poids sur la queue ce qui revient au même.

24 juin 2011
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Bonjour Starfield,
Les moteurs stepper utilisés en générateur doivent tourner vite pour être efficaces.
Vous aurez donc interêt à faire des pales fines et nombreuses ( si possible en nombre impair 5, 7... pour diminuer les vibrations)
Envoyez moi une photo de votre réalisation. Bon courage

24 juin 201124 juin 2011
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Bonjour,

Je suis avec attention ce dossier.
En ce moment, quel est le type ou marque de moteur qui serait au top pour la réalisation d'une éolienne et quels sont les différences entre les moteurs? ou du moins, à quoi faut-il faire attention?
Je suppose qu'avec un alternateur de voiture, cela ne pourrait pas fonctionner?
merci

24 juin 2011
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Bonjour Jpie,
Tout dépend de l'utilisation de l'éolienne.
Pour une terrestre, vous trouverez sur Internet de nombreux sites consacrés à l'auto-construction, y compris pour les générateurs.
Pour une utilisation sur votre bateau, je vous conseille plutôt d'essayer de trouver une vieille éolienne marine d'occasion pour en récupérer le générateur qui lui est étanche, mais c'est assez difficile à trouver.

24 juin 2011
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Je vais rechercher dans mes archives une photo de l'éolienne bricolée avec un steeper. j'utilisais à l'époque des moteurs d'imprimante industrielle (on en trouvait dans les casses). Ces moteurs sont intéressants mais il ne faut surtout pas essayer de les désosser, c'est impossible à remettre en place car impossible de centrer à cause des aimants autour. Pour une bonne éolienne le stepper doit tourne assez facilement quand il est en charge, s'il résiste trop, l'éolienne refusera de démarrer.
Non ! Ces éoliennes ne sont pas obligées de tourner vite, mais un peu quand même bien sûr. Il vaut mieux deux pales que plusieurs mais c'est trop encombrant. 4 pales ça va mais au dessus on a un très gros problème d'équilibrage car il faut non seulement que les pales soient équilibrées statiquement mais surtout en mouvement ! Et là ! la moindre différence d'angle d'attaque ou de fuite et ça vibre à tout péter. d'ailleurs j'ai failli prendre une pale dans la tronche un jour qu'il y avait trop de vent.

24 juin 2011
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J'ai retrouvé une photo de l'éolienne et du panneau solaire de 10 W. n'oubliez-pas que c'était un petit bateau. Les pales étaient ici en lames de store enroulable légèrement modifiés. Pour équilibrer il fallait aligner soigneusement le bord de fuite d'une pale avec le bord d'attaque de celle opposée. Mais l'angle d'attaque ! je n'ai jamais parfaitement réussi ce dernier réglage.

25 juin 201125 juin 2011
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Bonjour Kaj,
Essayez de nous montrer cette photo de votre éolienne.
Pour vos problèmes d'équilibrage et de sécurité avec les pales, je vos conseille d'essayer avec des pales en toile, leur légèreté les dispense d'équilibrage et surtout les rendent parfaitement sûres. J'ai pu arrêter à la main mon prototype qui tournait à environ 100 tours/min. Si je l'avais fait avec des pales rigides, je ne pourrais pas vous écrire ce message aujourd'hui...

29 juin 2011
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Une video (malheureusement de mauvaise qualité ) de ma premiere soupl'éole:


Elle fait 2m50 de diamètre environ et tourne à 100 tours/min par un vent de 15 noeuds

30 juin 2011
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Bonjour,
Quelle puissance (en Watt) produit-elle cette élolienne de 2.5 m de diamètre, par un vent de 15 noeuds
Merci de votre réponse
Pierre

30 juin 2011
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Bonjour plang,
Lors de cet essai,j'ai utilisé un générateur d'Aérogene 6 qui n'est pas du tout adapté à des pales de 2m50 ( il tournait trop lentement: moins de 100 tours/min contre 300 en optimal) mais j'ai quand même mesuré 2A en charge sous 24V soit environ 50W.
Je fabrique actuellement un proto plus petit qui devrait être mieux adapté à ce générateur.
Je publierai mes résultats sur ce post.

29 juin 201116 juin 2020
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je recommence ça n'a pas marché évidemment ! Rhâ ! l'informatique quel poison quand ça ne veut pas faire ce qu'on veut !

07 juil. 201116 juin 2020
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Quelques photos de mon éolienne à voile montée à la place d'une aérogène 4.
Pour avoir un meilleur rendement, il faudrait que les pales soient plus longues, mais j'ai du les faire de la même dimension que l'originale pour ne pas toucher le panneau solaire adjacent. Et surtout le générateur devrait être carénné car il est au vent.

07 juil. 2011
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Avez vous déjà entendu parler de ce concept ?

www.gizmag.com[...]/11990/

Le système rotor/stator est situé à l'extrémité des pales ce qui permettrai de fonctionner avec très peu de vent.

A quand une éolienne "marine" de ce type ? Avec un diamètre divisé par 2, je suppose que le rendement serait divisé par 3 ou 4 ce qui laisserai encore de l'ordre de 500W.

08 juil. 2011
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Effectivement cette éolienne de la taille d'une roue de velo serait facilement adaptable sur un voilier.
Le carénage/générateur extérieur serait de plus une bonne protection pour les fils de pêche et ... les mains.
Mais je me demande quand même comment cette roue peut rester face au vent sans l'aide d'un gouvernail encombrant.

Petit matin Gibraltar juin 2024

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