Ecologie Solutions
EOLIENNES à AXE VERTICAL
Eoliennes à axe vertical
Voir aussi la page sur le "Dossier éolien"
Voir aussi la page sur les "Eoliennes à axe horizontal"


Le petit éolien à axe vertical Spécialement conçues pour les installations urbaines et périurbaines, les éoliennes à axe vertical ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement du petit et moyen éolien.

Pour notre part nous préconisons plutôt les éoliennes domestiques à axe vertical pour plusieurs raisons :
- prise de tous les vents d'orientation sans repositionnement,
- pas besoin de girouette,
- pas besoin de frein (mais dans la réalité, on en installe...),
- peu ou pas de nuisances sonores (généralement en dessous de 35 db A),
- moins de risques à l'arrachement par vent violent...
Malheureusement ce type d'éolienne est encore peu installé, tant par les particuliers, que les collectivités ou les entreprises de production électrique !

Les techniques
Il en existe deux principales, déclinées avec plusieurs variantes :
Les Darrieus
Le principe est celui d’un rotor d’axe vertical qui tourne au centre d’un "stator" à ailettes.
Le principal défaut des éoliennes de type Darrieus est un démarrage difficile, à cause du poids du rotor qui pèse sur son socle et génére des frottements importants.
On distingue plusieurs déclinaisons de l'éolienne Darrieus, depuis le simple rotor cylindrique (avec deux profils disposés de part et d’autre de l’axe) jusqu’au rotor parabolique où les profils sont recourbés en troposkine (courbe que dessine un câble fixé à ses extrémités à un axe qu'on fait tourner à vitesse angulaire constante) et fixés au sommet et à la base de l’axe vertical.

Les Savonius
Ce type de machine a été inventée par l’ingénieur finlandais Sigurd Savonius (1884 - 1931), en 1924 (brevetée en 1929).
Elle est constituée d'au moins deux demi-cylindres légèrement désaxés.


La génération des prototypes

Prototype éolien à axe vertical  Prototype éolienne à axe vertical
A gauche un type Darrieus, à droite, un type Savonius
Précurseur éoliennes à axe vertical
Prototype d'éolienne à axe vertical Savonius.

L'éolienne Strand Wind installée à Townsville en Australie alimente en électricité le réseau local.
- date d'installation : fin 2004
- puissance : 6 kW
- production : jusqu'à 16 kWh par jour
- turbine : 6 m (hauteur) et 3,3 m (largeur) au niveau des rotors,
- vitesse de rotation (à vitesse maximale) : 90 tours par minute,
- bruit : négligeable...
- Prix : 40.000 €.
Le projet sert à éduquer le public sur l'énergie éolienne, grâce notamment au monitoring d'un ordinateur qui donne en temps réel les infos de vent et de production d'énergie.

Exemple d'éolienne à axe vertical
Les éoliennes domestiques
Uu premier essai de fabrication en France
En 2008, un projet d'unité de fabrication de petites éoliennes à axe vertical était à l'étude dans le centre de la France.
Cocorico, c'était la première éolienne française de ce type !

Son principe de fonctionnement : ne plus travailler sur un effet de surface mais sur la portance aux vents.
L'équipement, en fin de test en soufflerie et création des moules définitifs, prévoyait une version fabriquée en résine écologique à base de fibres de lin pour les pales.
Beaucoup plus discrète, plus productive que ses soeurs à axe horizontal, elle devait s'installer sur des petits mâts ou en toit terrasse.
Enorme avantage, cette éolienne devait "démarrer" avec un vent de 2 m/ s, ce qui induisait une augmentation de rendement significative sur des sites moyennement ventés.

caractéristiques prévues :
- production électrique : entre 30 et 50 % de plus qu'une éolienne classique,
- hauteur : environ 150 cm,
- diamètre : 80 cm,
- bruit : négligeable,
- alternateur : à aimants permanents,
- fonctionne à 360 °.

Les tarifs prévus se plaçaient aux environs des tarifs des éoliennes d'import.
Mais malheureusement, le projet n'a pas abouti !

Du projet à la réalisation !Eolienne avec onduleur intégré
Finalement c'est la jeune société "Eolie" créée en 2011 par Renaud Hesnard, qui a mené au bout ce projet tout en améliorant le concept.
Son éolienne à axe vertical (500 W crête) comporte en effet un onduleur intégré.
Eolie "promet" de diminuer de 20 % la consommation d’un foyer en électricité.
Nous en avons commandé une début septembre 2015 pour la tester ; ce qui sera d'autant plus facile que nous avons pris l'accessoire compteur de production.

Caractéristiques
Eolienne avec onduleur intégré - Type : Eolienne verticale de type Darrieus et Savonius avec génératrice au sol et injection réseau directe.
- Hauteur : 4,5 m
- Poids : 90 kg
- Émissions sonores <35 dB à 5 m
- Vitesse de démarrage : 3,5 m/s (13 km/h)
- Vitesse de survie : 60 m/s (210 km/h)
Performances :
- Puissance à 11 m/s (40 km/h) : 500 W
- Puissance à 7 m/s (25 km/h) : 140 W
Hélice
- Rotor rapide breveté,
élévation de la potence de l'Eolie - Pales hyperboloïdales à structure composite,
Mécanique :
- Architecture à roulement unique
Electronique :
- Onduleur réseau haut rendement (supérieur à 97 %)
- Génératrice à aimant permanent.

Prix et garantie
- 3790 € (avec une TVA à 5,5 %) dont il faut retirer un crédit d'impôt de 30 % (au moment de la rédaction de cet article)
- Garantie constructeur 2 ans.

Test
Après une attente de 6 mois, nous recevons enfin l'Eolie.
Les différents éléments sont bien emballés et donc protégés correctement.
Le montage est effectué sans difficulté en à peine une paire d'heures ; il est facilité par une conception ingénieuse des différents éléments et de leur système d'assemblage.
Attention : lorsque la platine en triangle de piètement est au niveau, l'axe du rotor ne l'est pas (environ 4°), c'est voulu pour préserver l'usure des roulements et améliorer l'écoulement de l'eau.
Pose du rotor de l'Eolie L'Eolie est branchée au secteur ; elle effectue ses tests électroniques conformément aux indications de la notice fournie.
Les LEDs bleues ondulent doucement indiquant, le bon ordre de marche de l'ensemble...
Et là, GROSSE DECEPTION, elle ne tourne pas alors qu'une éolienne à axe horizontal installée à quelques mètres avec la même exposition, se met en production régulièrement.
Un peu comme si le frein électrique n'était pas lâché ou que les pales n'étaient pas suffisamment actives.
Après échange avec l'équipe d'Eolie, nous nous rendons compte que les Savonus (ailettes d'aide au démarrage dues à l'inventeur finlandais Sigurd Savonius) sont montées dans le mauvais sens... et que la notice fournie est cause de cette erreur (sur les pages page 1/22, 14/22 et 19/22 [figure 6b] les schémas sont erronés).
Après remontage correct des Savonus, le rotor consent enfin à bouger mais seulement par vent extrèmement fort, alors que la vitesse de démarrage annoncée est de 3,5 m/s (13 km/h).
Dans la réalité, l'Eolie ne produit vraiment pas et la société semble s'être fait tromper par le sous-traitant chargé de concevoir la réalisation des cartes électoniques.
Pour l'instant c'est un échec total !

Intervention du SAV d'Eolie Mi-mars 2016, Eolie lance une nouvelle campagne en proposant une garantie étendue à 5 ans ! Pour notre part, cela fait déjà 3 semaines que l'éolienne fournie ne fonctionne pas, et personne ne s'est encore déplacé pour assurer le SAV...
Après discussion, Eolie a accepté un échange standard du groupe générateur/ boitier électronique défectueux ; nous le retournons à l'entreprise.

15 avril 2016 : Une nouvelle génératrice nous est livrée par DHL ; malheureusement, elle a pris un sérieux choc pendant son transport ; résultat : plus aucune des LEDs de contrôle ne s'allument à la mise sous tension !
La malédiction du dieu Eole continue ; nous envisageons un désenvoûtement...

22 avril 2016 : Un technicien d'Eolie de déplace ; non seulement, il règle la panne survenue suite au choc lors du transport par DHL (trop nulle cette boite !), mais il vérifie et optimise tous les points qui pourraient intervenir sur une sous-production de l'éolienne.
Boitier de contrôle électronique de l'Eolie Le calage du palier supérieur et la verticalité du rotor sont corrigés ainsi que le jeu entre sa partie basse et l'axe de la génératrice...
Il restera près de 3 heures et nous échangerons beaucoup tant techniquement que sur le projet de l'entreprise ; nous sommes rassurés sur les intentions et l'honnêteté de l'équipe d'Eolie. Il est d'ailleurs prévu que les dernières améliorations tant électroniques que logicielles de leur boitier soit systématiquement accordées aux clients qui, comme nous, ont essuyé les plâtres.
Le lendemain matin, un peu de vent... L'Eolie consent à bouger, ce qui est déjà un progrès...
Mais est-elle en production ?

11 mai 2016 :
Toujours aucune production électrique réelle relevée sur le compteur dédié de l'Eolie.

18 mai 2016
Nous effectuons un monitoring précis de la véritable vitesse de démarrage de l'Eolie avec un anémomètre électronique.
Les pales ne daignent bouger qu'à partir de 7,5 m/s alors qu'à cette vitesse de vent, l'Eolie est sensée produire déjà 140 Wh.
On est loin de ce qui est annoncé dans les caractéristiques de l'Eolie !
Bref, sans le savoir, nous avons investi dans une éolienne décorative...

1er juillet 2016
Un technicien se déplace à nouveau : changement complet de l'aile son roulement et son axe, remplacement des Savonius par des modèles plus grands, reparamétrage de la génératrice.
Aucune réelle amélioration dans la léthargie de l'Eolie.

12 octobre 2016
Nouvelle intervention d'un technicien : recalage de l'axe et de son roulement, changement des Savonius installées cette fois-ci sur les bras horizontaux et changement de la génératrice.
Dès que nous aurons un vent stabilisé suffisant, nous reprendrons nos mesures à l'anémomètre.

Eolie
46 bis, rue des Mazurières
92500 - RUEIL MALMAISON
Tel : 01 47 52 19 87


Eolienne allemande à axe vertical "Twister 1000"
Eolienne à axe vertical Twister Prix : 7.850 € HT
Complète avec mât 11 m et onduleur : 11.000 € HT

Caractéristiques
- Puissance : 1000 W
- Vitesse vent nominale : 12 m/ s
- Vitesse démarrage production : 1,5 m/ s - 3,5 m/ s
- Vitesse de rotation : 330 tr/ min
- Contrôle vitesse du rotor : par micro-contrôleur
- Système de frein : frein par courant de Foucault et frein auxiliaire
- Vitesse de survie : 50 m/ s
- Diamètre du rotor : 1,9 m
- Hauteur du rotor (pales) : 1,9 m
- Surface balayée : 3,61 m²
- Système de sécurité : Contrôle autonome du générateur (brevet déposé)
- Type : à aimant permanent
- Voltage : 0 à 400 V DC
- Electronique : Contrôle de surtension et de phases
- Montant : acier inoxydable
- Génératrice : acier inoxydable
- Pales du rotor : Matière synthétique renforcée en fibre de verre / composite de céramique
- Poids : env. 150 kg
- Garantie : 2 ans constructeur


Eoliennes à axe vertical "Vision"
Wéole Energy propose une gamme d'aérogénérateurs à axe vertical sur mats ou sur toits pouvant convenir pour les particuliers, comme pour les petits projets (agriculteurs, gîtes...)
Voici les caractéristiques des principaux modèles disponibles :

Référence Usage Diamètre / Surface pales Poids Hauteur de mât minimale
Weole 1 kW Particuliers 3,2 m / 1,8 m
(9,7 m²)
120 kg 6 m
Weole 5 kW Particuliers et TPE, agriculteurs 5,5 m / 4,0 m
(26 m²)
320 kg 12 m
Weole 10 kW Particulier, PME et agriculteurs 6,5 m / 8,5 m
(44 m²)
480 kg 12 m
Weole 20 kW Entreprises et bât. public 8,5 m / 13 m
(83 m²)
560 kg 18 m
Weole 50 kW Entreprises et bât. public 11 m / 15 m
(121 m²)
1200 kg 24 m

A titre indicatif, le modèle 4 kW produit environ 7000 kWh par an (données distributeur) et coûte 28.000 € TTC pour le kit comprenant :
- l'aérogénérateur,
- l'onduleur,
- un mât de 11 m.
Prévoir 10.000 € supplémentaires pour la pose.
Le même kit sans mât est facturé 23.000 € (sans mât pour installation sur toit).
Sur ces bases, l'amortissement de l'investissement est de l'ordre de 49 ans dans le premier cas et 43 ans dans le second.

Weole Energy
7 bis, rue Riquet
75019 - PARIS

L’arbre à ventArbre à vent de New-Wind
Inspirée par le biomimétisme, l'entreprise française New Wind a créé deux prototypes installés sur l’Ile d’Oléron (Charente-Maritime) et à Pleumeur-Bodou (Côtes-d’Armor).
Son président fondateur, Jérôme Michaud-Larivière, compte sur les vents faibles et les turbulences locales d’air pour produire de l’électricité.
Il s'agit d'un arbre de huit mètres de haut, dont le tronc est en acier et dont les branches portent 96 feuilles (ou aeroleaf) dotées de petits générateurs qui agissent comme autant de mini-éoliennes.
La vitesse de démarrage annoncée serait de 2 m/s et la résistance aux vents forts jusqu'à 150 km/h.
Avec un vent de 11 m/s, chaque mini génératrice en forme de feuille (77 cm de hauteur) produirait 35 W.
Son coût annoncé devrait être autour de 20 000 euros (16.000 € HT pour 2,5 kWh de puissance ; 19.000 € HT pour 3,5 kWh).
Reste à savoir, comme souvent, quelle est la production réelle et la fiabilité de cet arbre à vent...

New-Wind
130, rue de Lourmel
75015 - Paris


L’éolienne à axe vertical Philippe StarckEolienne à axe vertical Philippe Starck
Portant le nom de WIND 1000 et de type Darrieus, elle a été conçue par le designer Philippe Starck et développée par la marque italienne Pramac Wind.
La Wind 1000 de Starck a été présentée pour la première fois au salon Green Energy Design de Milan en 2008.
La Wind 1000 peut être installée sur une toiture, ou sur un mât de 1 m à 9 m de haut.
Sa puissance annoncée de 1000 W "promet" de produire de 20 à 50 % des besoins en énergie d'un foyer de 4 personnes, ce qui est de notre point de vue totalement irréaliste.
Philippe Starck n'est d'ailleurs pas dupe, puisqu'il la considère plutôt comme une "éolienne décorative" (un nouveau concept !)

Caractéristiques annoncées
Vitesse de démarrage : 3 m/ s soit 11 km/ h,
Poids : 65 kg,
Existe en version argentée ou transparente pour s’adapter au style de votre environnement.
Gamme annoncée de 6 éoliennes de puissances différentes.
Il est possible de raccorder cette éolienne au réseau.

Prix
7500 €, installation comprise.

Distribution
En Belgique
Windeo Green Energy
Tel : 02 880 94 10.


Eolienne à axe vertical Windside (Finlande)
Gamme de plusieurs éoliennes sans engrenage pouvant se monter sur tout type de mât (bois/ métal).
Puissance délivrée à la vitesse nominale : 36 A (connexion Delta / 21 A connexion Etoile)
Vitesse de démarrage : 2 m/ s
Vitesse nominale : 20 m/ s
Vitesse de coupure > 40 m/ s
Surface balayée : 2 m²
Poids des pales : 20 kg
Poid total de la turbine : 550 kg
Contrôle de la vitesse du rotor : électronique
Générateur intégré à aimant permanent : 400 V/ 12, 24 ou 48 V
Système de freins principal : électronique
Contrôleur de charge : Windside WGU-25/WGC-10
Bruit généré 0 dB additionnel (par rapport au bruit ambiant propre au vent).
La coupe en spirale et la vitesse de rotation ne dépassant pas la vitesse du vent, la rend totalement silencieuse.
Corolaire : aucun danger de blesser ou de gêner les oiseaux.

Eoliennes à axe vertical Windside
Modèle de turbine Windside

Distribution
C/wind
176, avenue Charles de Gaulle
92500 - Neuilly sur Seine
Tel/fax : +33 1 49 11 48 05


Les éoliennes de toitL'éolienne à axe vertical Turby
Turby peut être positionnée à 5 m au dessus du toit terrasse des immeubles.
Puissance : 2,5 kW
Dimensions : 3 m (hauteur) et 2 m (largeur).
Puissance nominale : 14 m/ s.
Plage de fonctionnement : de 4 m/ s à 55 m/ s.

Il existe également quelques modèles allemands (Twister 600 et 1000) et chinois.


La stato-éolienne
C'est une éolienne à axe vertical, constituée d'un stator fixe et d'un rotor mobile, destinée à être implantée en milieu urbain.aux vents à fort caractère turbulent
Sa conception axisymétrique lui permet d'être totalement indépendante et optimisée vis-à-vis de la direction des vent puisque les ailettes fixes du stator et les aubes mobiles du rotor sont réparties de manière symétrique autour de l'axe vertical de la machine, ne favorisant ainsi aucune direction privilégiée de fonctionnement.
Cette éolienne fonctionne en couple et non en vitesse de rotation, ce qui se traduit par une réduction de la vitesse linéaire des aubes rotor (les aubes du STATOEOLIEN ne dépassent pas 85 km/ h, ce qui élimine les vibrations).

Principes du Stator :
En matière d'éolienne, l'utilisation d'un stator présente 3 avantages notables :
- il permet de canaliser de manière optimale l'écoulement de l'air sur l'intrados des aubes rotor, pour de générer le maximum de puissance.
- il offre la possibilité d'intégrer à la machine une structure tubulaire rigide, ce qui lui permet de résister à des vents violents. Cette structure entoure le rotor et le maintient solidement, récupérant ainsi tous les efforts et les vibrations aérodynamiques qu'il génère (tourbillons au niveau des aubes, variation cyclique du couple appliqué à l'arbre…).
- lorsque les aubes rotor présentent leur extrados au vent, elles génèrent un couple opposé au sens de rotation normal. Il en résulte une chute de puissance. C'est pourquoi un stator bien conçu génére au niveau de cette zone dite "frein" des turbulences qui vont empêcher le vent de pénétrer dans la machine et donc de la freiner.

Caractéristiques techniques :
Le statoeolien de Gual Industrie Diamètre / Hauteur : 8 m / 3 m
Vitesse de démarrage : 2 m/ s (7,2 km/ h)
Vitesse maximale : 60 m/ s (216 km/ h)
Puissance à 15 m/ s (54 km/ h) : 6 kW
Puissance à 25 m/ s (72 km/ h) : 19,3 kW
Puissance à 40 m/ s (144 km/ h) : 36 kW
Vitesse de rotation : de 0 à 60 tours/ min
Rotor : aluminium
Génératrice triphasée : asynchrone à cage d'écureuil
Régulation de puissance : pilotage électronique direct du couple
Poids : environ 2 500 kg
Maintenance : inspection annuelle
Garantie : 3 ans
Cette machine proposée par "Gual Industrie" offre la possibilité de produire de l'énergie renouvelable en ville tout en s'intégrant esthétiquement et techniquement aux structures bâties.

Gual Industrie
Avenue Gustave Eiffel
66600 - RIVESALTES
Tél : +33 4 68 64 31 05
Fax : +33 4 94 92 86 68


Forum
A propos de votre arbre à vent, permettez-moi d'avoir de sérieux doutes sur l'efficacité des machines proposées par New-Wind ; calculons un peu : une feuille = 43 W à 12 m/s. Or en ville (surtout à des hauteurs inférieures à 8 m), le vent dépasse rarement les 3 m/s en vitesse moyenne annuelle. La puissance étant proportionnelle à la vitesse du vent au cube, diviser par 4 la vitesse du vent revient à diviser par 64 la puissance électrique obtenue. On atteindrait donc une puissance réelle inférieure à 1 W par feuille, soit 96 W... Je serais curieux de voir la courbe de puissance et les premiers résultats obtenus sur cet engin avec des tests sérieux. Quand on nous annonce donc des productions de 4500 kWh/an pour une un arbre de 3 kW, soit près de 1500 heures équivalents pleine puissance, je doute fort d'une telle production et encore moins dans un environnement urbain...
S.V

J'apprécie énormément votre site qu'on sent à la fois libre et honnête dans la présentation des dossiers abordés. Cela fait un moment que je me tâte pour m'équiper d'une petite éolienne et j'attendais avec impatience que quelqu'un teste l'Eolie qui sur le papier était très séduisante. Je constate avec tristesse que ce produit ne semble pas encore au point. C'est vraiment très dommage !
Merci encore pour votre énorme travail d'information sur ces sujets.

J.P

Habitat
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