Comment fonctionne une éolienne ?

Une éolienne produit de l'électricité grâce au vent. Sa force actionne les pales d'un rotor, qui met en mouvement un alternateur.

La rotation des pales

Une éolienne se compose généralement de trois pales portées par un rotor. Cet ensemble est fixé sur une nacelle qui abrite une génératrice et est installé au sommet d'un mât vertical. Grâce aux informations transmises par la girouette qui détermine la direction du vent, le rotor se positionne pour être continuellement face au vent. Les pales se mettent en mouvement lorsque l’anémomètre indique une vitesse de vent d ’environ 10 km/h à hauteur de moyeu. Le rotor est situé au bout d'un mât car les vents soufflent plus fort en hauteur. Suivant le type d'éoliennes et les caractéristiques du site, la hauteur du mât varie. 

 

La production d'électricité

Le rotor entraîne un axe dans la nacelle, relié à un alternateur.

La vitesse de rotation du rotor est de 12 à 15 tours/min, ce qui n'est pas suffisant à un alternateur pour fonctionner correctement. Un multiplicateur de vitesse est donc placé juste avant l'alternateur pour augmenter la vitesse de rotation à environ 1 500 tours/ min.

Grâce à l'énergie fournie par la rotation de l'axe, l'alternateur produit un courant électrique alternatif de fréquence 50 Hz avec une tension de 400 à 690 V.

L'adaptation de la tension

La tension est ensuite élevée jusqu ’à 20 000 V par un transformateur placé dans chaque éolienne pour être ensuite injectée dans le réseau électrique public.

Lorsque la mesure de vent, indiquée par l’anémomètre, atteint des vitesses de plus de 90 km/h, l’éolienne cesse de fonctionner pour des raisons de sécurité. Deux systèmes de freinage permettent d’assurer la sécurité de l’éolienne :

- le premier par la mise en drapeau des pales, c ’est-à-dire un freinage aérodynamique : les pales prennent alors une orientation parallèle au vent ;

- le second par un frein mécanique sur l’arbre de transmission à l’intérieur de la nacelle.

Pour aller plus loin

- Consultez le guide de l'ADEME sur l'énergie éolienne !

- Comprendre l'éolien - Site internet pédagogique pour mieux comprendre l'énergie éolienne

- L'Éolien terrestre - Présentation sur le site du Ministère de la Transition écologique et solidaire

- FEE : France Énergie Éolienne — Association représentant 90% des acteurs de la filière éolienne (développeurs, exploitants, industriels…).