TREMPLIN - #01- LE MAGAZINE DE L’INGÉNIEUR SUPMÉCA - 23

absorbée par une hélice est, en première
approche, proportionnelle au cube de la vitesse). Il doit aussi éviter que la pale proche
du sol soit dans la couche limite (le vent
au sol est environ 70% du vent en altitude
sur terre et 90% sur mer). Ce mât produit
des turbulences derrière lui et pour éviter
que les pales ne viennent heurter le mat,
le rotor est placé assez loin devant le mat.
Compte tenu de la dimension des pales, ces
dernières doivent être rigides et les matériaux composites époxy à fibres de carbone
sont les matériaux les plus adaptés. Cependant, pour les petites éoliennes (pales de
15 à 20m) les composites époxy à fibres de
verres sont suffisants et moins onéreux (cf.
figure III-6).
Quand une pale est en rotation, la vitesse
relative du vent rapport à la pale est supérieure à sa vitesse propre et dépend de la
distance du point considéré à l'axe de rotation de l'hélice. Ceci explique que le profil
de la pale et son orientation varient dans
sa longueur pour tenir compte de la théorie
des hélices [Hel 16], [Pal 18,a], [Pal 18,b].
La fabrication des pales composites par le
procédé de moulage [Ves 13] ,cf. figure III7, permet de réaliser aisément le vrillage de
la pale.
En raison de leur haute résistance et rigidité spécifiques, de leur bon comportement à
la corrosion, les matériaux composites satisfont partiellement le cahier des charges
requis pour les pales. Il faut cependant être
prudent dans l'utilisation de ces derniers :
leurs faiblesses et leurs forces mécaniques
sont liées à leur anisotropie. Le concepteur
doit alors répartir les renforts pour supporter les effets directionnels de ces matériaux. Les solutions sont bien connues :
elles consistent à répartir harmonieusement
les renforts (stratifiés, tissus, etc.) et à
conjuguer leurs propriétés. Les composites
hybrides (mélanges de renforts) offrent
alors de vastes perspectives (choix des renforts, orientation, taux d'imprégnation...) :
la fibre de verre apportera de bonnes propriétés mécaniques par sa bonne adhésion
à la matrice et son faible coût, la fibre de
carbone donnera une bonne rigidité malgré
son coût élevé, la fibre aramide (kevlar) garantira une bonne tenue à la rupture. Il faut
enfin rappeler que les matériaux composites
actuels sont des matériaux jeunes (environ
(1)

Figure III-6 : pales d'éolienne d'environ 15m de long, d'après [Eol 18-a]

une soixantaine d'années) et que leur expérience d'utilisation est bien plus réduite que
celle de métaux traditionnels.
- Nuisances sonores
Dans le cas des éoliennes les bruits d'origine aérodynamique (écoulement de l'air
sur les pales) sont souvent plus importants
que ceux générés par le groupe producteur
d'énergie (GPE). On peut les réduire au niveau de la conception en travaillant le profil
des pales. En ce qui concerne le bruit gé-

une nuisance, peut s'étendre davantage que
prévu. Il faut noter que les phénomènes de
gradient de température dans l'air peuvent
introduire des focalisations du bruit, notamment lors des périodes « d'inversion de température » où l'air plus froid est à proximité
du sol (petits matins d'hiver après une nuit
avec un ciel clair [Aco 18]).
La puissance sonore émise ne semble pas
être un facteur déterminant dans les pathologies et les conséquences sanitaires

Figure III-7: Moules (étuis) pour la fabrication de pales d'éoliennes en composites de 80m de
long utilisés par la compagnie Vesta [Ves 13]
néré par les parcs éoliens en France, il est
difficile de disposer de conclusions scientifiques précises dans ce domaine : les populations vivant à proximité des éoliennes se
plaignent des bruits très particuliers de ce
voisinage et des doléances sont exprimées
par des craintes d'effets pathogéniques
éventuels. La zone dans laquelle le bruit des
éoliennes est perçu, voire considéré comme

éventuelles [Deh 16]. Les conclusions de
l'Académie de médecine en 2006 [Cho 06] et
des agences compétentes, Agence Française
de Sécurité Sanitaire de l'Environnement et
du Travail (AFSSET), Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie ( ADEME)
en 2008 [Rum 08] font apparaitre que les
émissions sonores des éoliennes ne sont pas
suffisantes (60dBA(1) au pied du mât d'une

Une valeur exprimée en dBA est l'évaluation d'un niveau sonore en décibels avec la pondération qui tient compte de la sensibilité de l'oreille humaine (maximum
autour de 2000 Hz) pour une personne considérée comme normale. Norme CEI 61672-1. Elle tient compte des faibles volumes sonores.

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