éolienne et mur du son

Réponse du département Sciences et techniques.

Si vous connaissez la longueur L de la pale de l’éolienne, c’est-à-dire la distance qui sépare l’extrémité de la pale de l’axe du rotor, si , de plus, vous savez le nombre de tours par minute que cette éolienne effectue, il vous sera très facile de calculer la vitesse de l’extrémité d’une pale : cette vitesse est égale à la longueur de la circonférence décrite par cette extrémité, à savoir 2 x pi x L (en mètres), multipliée par le nombre de tours à la minute (N), divisée par 60 : le résultat est donné en mètre par seconde ; vous pouvez transformer ce résultat en kilomètre/heure en multipliant le chiffre obtenu par 3,6 ( 3600 secondes / 1000 mètres).
Si, par exemple, une éolienne a des pales de 30 mètres de longueur, et qu’elle tourne à 30 tours par minute (il s’agit là d’un exemple théorique, car plus les éoliennes sont grandes et puissantes, moins elles tournent vite, chaque éolienne étant d'ailleurs un cas d'espèce), la vitesse de l’extrémité de la pale sera de : 2 x 3,14 x 30 x 30 /60 = 94 m/s ou bien 94 x 3,6 = 339,12 km/h : nous sommes très loin de la vitesse du son et donc du mur du son (1227 km/h à 15 ° C, au niveau de la mer ) : pour atteindre cette vitesse, les pales devraient tourner à plus de 110 tours à la minute : outre la déflagration provoquée par le franchissement du mur du son, une telle vitesse de rotation aboutirait à une destruction irrémédiable de l’éolienne, en raison des contraintes énergétiques subie par toute la structure. En outre, une telle vitesse n’aurait aucun intérêt pour produire du courant électrique, ce qui est tout de même la finalité économique d’une éolienne.
Rappelons que les éoliennes ne fonctionnent normalement que par des vents dont la vitesse s’étage entre 5 m/s (18 km/h) et 25 m/s (90 km/h) : en deçà, le vent est trop faible pour faire fonctionner l’éolienne ; au-delà, ce serait la destruction inévitable à terme de l’éolienne, l’énergie du vent croissant comme le cube de sa vitesse.
Sur tous ces problèmes, je vous suggère de consulter le site de la "Danish wind industry association" , site très bien fait, en français : le Danemark est en pointe dans le domaine de l’énergie éolienne. Vous pouvez aussi consulter les "Notes de veille technologique sur les éoliennes", où vous trouverez de très nombreuses autres pistes, comme par exemple, la liste des organismes actifs dans le secteur des éoliennes (p 16), les constructeurs d’éoliennes (p 17), etc.