I. Le vent et les éoliennes

Le vent est en fait une énergie d'origine solaire. En effet, les rayons du Soleil frappent la surface de la Terre et se transforment en chaleur. Au contact du sol, l'atmosphère se réchauffe, elle aussi. En raison de différents facteurs, comme la latitude ou le degré de réflectivité du sol, la surface du globe n'est pas chauffée uniformément créant ainsi des zones de températures, de densités et de pressions différentes. L'air chaud est moins dense et se met à s'élever, tandis que l'air froid, plus dense, vient prendre sa place. Un courant d'air se crée: c'est le vent.

Avec le temps, l'air chaud qui s'est élevé finit par se refroidir, alors que l'air froid, lui, s'est réchauffé au contact du sol. Ces mouvements et échanges de masse d'air se répètent et se renouvellent (plus ou moins rapidement selon l'ensoleillement). Le vent provient donc du déplacement d'air entre différentes zones de masses d'air chaud et d'air froid.

On trouve donc plus facilement du vent lorsque les conditions favorisent un écart de température entre les masses d'air. C'est notamment le cas du "vent de terre" et du "vent de mer" que l'on retrouve près des côtes.

Durant le jour, l'air se réchauffe plus rapidement au-dessus de la terre que celui au-dessus de la mer. Il se crée une zone de basse pression (ou dépression) au-dessus de la terre. L'air plus froid de la mer se dirige alors vers la terre. C'est le "vent de mer". La nuit, c'est le contraire qui se produit. La terre se refroidit plus rapidement que la mer. L'air au-dessus du sol se refroidit et forme une zone de haute pression. Comme l'air au-dessus de la mer est relativement plus chaud, l'air froid de la terre se dirige vers la mer où se trouve maintenant la dépression. C'est le "vent de terre".

Mesurée avec un anémomètre, la vitesse du vent dépend de bien des facteurs. Cependant il est très important de bien connaître celle ci puisque l'énergie produite par une éolienne dépend essentiellement de la vitesse du vent.
En 1934, un centre de météorologie a enregistré un vent de 103 m/s (soit 370 km/h!). En pratique, il est rare que les vents dépassent 30m/s. Les vents dépassant en moyenne 5m/s sont considérés comme étant de bons sites éoliens (fig 1.). Ces vents couvrent un quart de la surface terrestre. Mais, évidemment, une infime partie de ces terres est disponible pour l'installation d'éoliennes compte tenu des villes, des forêts, de la nature des sites... Certains scientifiques disent que seulement 4% de ces sites favorables sont utilisables. Or dans ce cas, le potentiel global de l'énergie éolienne serait d'environ 50 000 TWh, à comparer à la production électrique mondiale actuelle qui est d'environ 20 000 TWh!

La vitesse du vent varie en fonction de la hauteur à laquelle elle est mesurée par rapport au sol. En effet, dès que l'on se détache du sol, le vent n'est plus freiné par toutes les "rugosités" du sol ( bâtiments, arbres etc. ). A 50m de haut, les vitesses du vent peuvent être de 25 à 35% supérieur à celle mesurée à 10m.

Néanmoins, la vitesse moyenne du vent n'est pas une donnée suffisante. D'une année sur l'autre, il peut y avoir des variations de plus ou moins 25%. C'est pour cela qu'à cause de toutes ces variations, il est important de connaître non pas seulement la vitesse moyenne mais la distribution des vitesses autour de cette moyenne afin de qualifier un site en tant que "bons sites éoliens".

Ci-dessus, la vitesse moyenne annuelle du vent, à 50 mètres au-dessus du niveau du sol, pour les plaines exposées.

Ci dessous un tableau récapitulatif de la Puissance maximum captable et de la Pression:

Courbe de la vitesse du vent en fonction de l'altitude et de l'environnement

Il est plus favorable d'implanter des parcs éoliens en zone rurale qu'en zone urbaine car on remarque que la vitesse du vent aux même altitude est beaucoup plus importante en zone rurale.