L'aérodynamisme
est la caractéristique d'un corps qui
pénètre dans l'air. L'aérodynamique est
la
science qui étudie la dynamique des fluides pour des
vitesses de l'air inférieur
à 140 km/h.
La force du vent qui s'exerce sur la pale d'une éolienne se
décompose en deux
forces : la traînée et la portance.
R
est la somme des deux forces agissant sur une pale : la
traînée et la portance.
La traînée est représentée
par la projection Rx et la portance par la
projection Rz.
La
traînée est la force de résistance
qu’exerce l'air sur les pales d'une
éolienne, lorsque l'air est en déplacement,
c'est-à-dire lorsque le vent
souffle. Cette force à une direction parallèle
à la trajectoire de l'air et un
sens opposé à son mouvement.
La
force de traînée peut être
calculée à partir de différents
éléments :
- un
coefficient appelé Cx qui est le coefficient de
traînée, ou de pénétration
dans
l'air.
- V
est la vitesse du vent en m/s
- ρair
est la densité de l'air kg/m3
- S
est la surface offerte perpendiculairement à l'air (ou la
surface frontale) en
m²
La force de
traînée s'exprime en Newton. C'est
en général dans les exercices de physique de la
classe de première S la force
qui s'oppose au déplacement d'un corps.
La
portance est la force qui permet à un avion de voler. La
formule est identique
à celle de la traînée. Seul un facteur
change : le coefficient de traînée est
remplacé par le coefficient de portance.
Le
coefficient de portance dépend de l'inclinaison de la pale,
ou incidence.
·
Une incidence
positive amène une " PORTANCE vers le
haut «, soit une PORTANCE.
·
Une incidence négative
amène une " PORTANCE vers le bas
«, soit DÉPORTANCE.
C'est
la portance
qui permet à une éolienne de tourner. L'incidence
de toutes les pales est
identique. Ainsi, toutes les pales fournissent des portances qui ont
des sens
identiques, et donc permettent la rotation de l'hélice.
- Ici,
nous sommes en présence d’un pas de 0,
l’angle de calage est de 0° ce qui n’a
aucun intérêt car l’éolienne
fait obstruction au vent sans bouger.
- Dans ce cas ci nous avons un
angle de calage
compris entre 1° et 89°. Il y a collecte
d’énergie.
- Pour
ce cas ci, les pales ne font pas obstruction au vent, il n’y
a pas de collecte
d’énergie, l’angle de calage vaut
90°. L’éolienne est en drapeau, elle est
à
l’arrêt dans le cours du vent.
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éoliennes et plan de la partie
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