Aller au contenu principal

Production d’électricité: l’énergie éolienne

Éolienne et cordon électrique

Éolienne et cordon électrique (Mohamed Hassan, Pixabay) 

Éolienne et cordon électrique

Éolienne et cordon électrique (Mohamed Hassan, Pixabay) 

Parlons sciences
5.8

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Partager sur:

Découvre comment l’air en mouvement peut être utilisé pour produire de l’électricité.

Nous pouvons utiliser l’air en mouvement, ou le vent, pour produire de l’électricité. C’est ce qu’on appelle l’énergie éolienne. En 2021, le Canada avait la capacité de produire 14 300 MW d'énergie éolienne.

Le savais-tu?

Environ 5 % de l’électricité mondiale provient de l’énergie éolienne.

L’énergie éolienne est habituellement produite à l’aide d’une éolienne. Les éoliennes sont des systèmes mécaniques qui convertissent l’énergie cinétique en énergie électrique. L’énergie cinétique est l’énergie produite par le mouvement. Le vent est le mouvement de l’air. Il y a des éoliennes sur la terre ferme et en mer.

Wind turbine in action
Éolienne en mouvement  (source : GIF de domaine public via Wikimedia Commons).

Image - Version texte

L’image montre un GIF animé d’une éolienne tournant dans un ciel bleu.

La caméra est tournée vers le haut depuis la base de l’éolienne. L’éolienne est gris pâle avec un long mât effilé. Au sommet se trouvent une petite boîte rectangulaire et un rotor conique à l’avant. Trois longues pales pointues s’étendent à partir du rotor. Elles tournent en douceur et de façon continue. Les éoliennes modernes sont des machines complexes composées de trois sous-systèmes principaux : le rotor et ses pales, la nacelle et la tour (aussi appelé mât).

Les éoliennes modernes sont des machines complexes composées de trois sous-systèmes, soit le rotor et ses pales, la nacelle et la tour (ou mât). 

Les parties d’une éolienne
Les parties d’une éolienne (Parlons sciences en utilisant une image de zmicierkavabata via iStockphoto).
Image - Version texte

L’illustration en couleur montre trois éoliennes, dont les sous-systèmes sont étiquetés.

À partir du bas de l’illustration, on retrouve de longs poteaux blancs qui se rétrécissent vers le haut. L’un d’eux est intitulé « Tour » (aussi appelé mât). Des ovales blancs aux extrémités pointues sont placés horizontalement au sommet des tours. L’un d’eux est étiqueté « Nacelle ». Une ligne sépare le point à l’avant de chaque nacelle, formant un cône. L’un d’eux est intitulé « Rotor ». Trois structures longues, minces, en forme de feuilles ou d’ailes avec des pointes bleues s’étendent vers l’extérieur à partir de chaque rotor. Elles sont étiquetées « pales de l’hélice ».

 

Clique ici pour accéder à un document PDF compatible avec les lecteurs d’écran.

Cela dépend de sa taille. Plus les rotors sont gros, plus l’éolienne peut produire de l’énergie. Il ne faut donc pas se surprendre que les éoliennes deviennent de plus en plus grosses.  

Les plus grosses éoliennes sur terre ferme en Amérique du Nord mesurent environ 111 mètres de haut. Les pales des rotors peuvent atteindre jusqu’à 135 m de diamètre. C’est-à-dire qu’elles sont d’une hauteur supérieure à celle de la Tour de la Paix aux édifices du Parlement. Et les pales du rotor couvrent une étendue plus large qu’un terrain de football. Les éoliennes que l’on retrouve dans les océans sont encore plus grosses.

Tailles d’éoliennes comparativement à des lieux d’intérêt canadiens
Tailles d’éoliennes comparativement à des lieux d’intérêt canadiens (©2020 Parlons science. Source des données).
Image - Version texte

Un graphique illustré en couleur intitulé « Évolution de la taille moyenne des éoliennes terrestres en Amérique du Nord à travers le temps » est présenté.

L’axe des Y porte la mention « Hauteur (mètres) ». Il va de 0 en bas à 170 en haut. L’axe des X porte la mention « Année » et va de 1960 à gauche jusqu’à 2030 à droite. L’arrière-plan du graphique est constitué d’un ciel bleu et de collines basses vertes. Les éoliennes blanches et les monuments sont disposés comme s’ils faisaient partie du paysage. Dans le coin supérieur gauche, une légende indique « CN = capacité nominale = puissance maximale pouvant être générée », « HM = hauteur du moyeu = la hauteur du rotor au-dessus du sol » et « DR = diamètre du rotor ». À partir de la gauche, la première indication de date est « 1960-1990 ». Ci-dessus, une minuscule éolienne est étiquetée « CN = 0,1, HM = 18 m, DR = 17 m ». À côté, une maison de deux étages atteint une hauteur juste au-dessous du rotor. La prochaine date est «1990-1995 ». Au-dessus, une éolienne plus grande est étiquetée « CN = 0,3, HM = 30 m, DR = 33 m ». À côté, une illustration d’une chute d’eau est intitulée « Chutes Niagara, Ontario, 51 m ». La troisième date est « 2005 ». Les informations sur le diamètre de l’éolienne ci-dessus indiquent « CN = 1,4, HM = 73 m, DR = 73 m ». À côté, une illustration d’un grand bâtiment ressemblant à un château porte la mention « Château Frontenac, Québec, 77 m ». La quatrième date est « 2015 ». Les informations sur le diamètre de l’éolienne ci-dessus indiquent « CN = 2,0, HM = 82 m, DR = 102 m ». À côté, une illustration d’un grand pont suspendu vert est intitulée « Pont Lions Gate, Colombie-Britannique, 111 m ». La dernière date est « 2030 ». L’éolienne située au-dessus de celle-ci est la plus grande. Elle est rose vif. Celle-ci est étiquetée « CN = 3,25, HM = 115 m, DR = 135 m ».

Le savais-tu?

La plus grosse éolienne en mer au monde est la Haliade-X.  Ses rotors ont un diamètre de 220 m et elle mesure 260 m de haut. 

Il est possible que tu aies vu de nombreuses éoliennes placées à proximité les unes des autres. Il s’agit d’un parc éolien. Les parcs éoliens peuvent être composés de quelques éoliennes ou de plusieurs centaines. Le Canada compte de nombreux parcs éoliens. Et certains d’entre eux sont très grands!

Le graphique à barres colorées illustre la capacité totale et l’emplacement des parcs éoliens au Canada.
Les 20 plus grands parcs éoliens au Canada (2023) (©2023 Parlons Sciences. Source des données).
Image - Version texte

Le graphique à barres colorées illustre la capacité totale et l’emplacement des parcs éoliens au Canada.

Le titre « Les 20 plus grands parcs éoliens au Canada (2023) » est en caractères gras en haut. L’axe des Y est étiqueté « Capacité (MW) » et l’axe des X est marqué de 0 à 400. Les barres sont horizontales et partent de l’axe Y à gauche. Chaque barre est étiquetée avec son nom et son emplacement, dans une colonne à droite. Une légende en bas indique que leurs couleurs représentent la province où se trouve chaque parc. La liste est la suivante : Seigneurie de Beaupré, QC, 364 MW; Rivière-du-Moulin, QC, 350 MW; Henvey Inlet, ON, 300 MW; Blackspring Ridge, AB, 300 MW; Lac Alfred, QC, 300 MW; Parc éolien K2, ON, 270 MW; Parc éolien South Kent, ON, 270 MW; Région de Niagara, ON, 230 MW; Nicolas-Riou, QC, 225 MW; Gros-Morne, QC, 211 MW; Whitla Wind 1, AB, 202 MW; Golden South, SK, 200 MW; Amaranth, ON, 199 MW; Wolfe Island, ON, 197 MW; Prince Township, CB, 189 MW; Meikle, ON, 185 MW; Underwood, ON, 181 MW; Armow, NB, 180 MW; Kent Hills, ON, 167 MW; Comber, ON, 165 MW.

L’énergie éolienne est ce qu’on appelle une source d’énergie renouvelable. C’est parce que le vent produira toujours de l’énergie. Les combustibles fossiles, quant à eux, auront un jour été complètement utilisés. L’énergie éolienne est aussi une manière propre de produire de l’électricité. Elle ne produit pas de gaz à effet de serre. Mais des gaz à effet de serre sont produits lors de la fabrication et de l’installation des éoliennes. 

Les éoliennes peuvent seulement fonctionner quand le vent souffle. Et elles ne peuvent pas fonctionner lorsque le vent est trop rapide ou trop lent. Afin d’obtenir une énergie fiable répondant à tous les besoins, il est nécessaire d’utiliser d’autres sources d’électricité ou des formes de stockage d’électricité en plus de l’énergie éolienne. 

Certaines personnes craignent que les éoliennes n’affectent la santé humaine. Elles peuvent certainement nuire aux oiseaux et aux chauves-souris, bien que les concepteurs et conceptrices de parcs éoliens étudient les habitats des animaux et les routes migratoires afin qu’ils causent le moins d’impact possible sur la faune.
 

L’impact des éoliennes sur les oiseaux et les chauves-souris? (2019)
Cet article de Parlons sciences explore les diverses manières dont les éoliennes peuvent influer sur la vie des animaux.

Météorologie: Le vent (2020)
Ce document d’information de Parlons science explique comment le vent est créé et mesuré.

Parlons énergie - Vent
Cet article par Ingenium relate l’histoire de l’énergie éolienne et les défis qu’elle pose ainsi que ses perspectives futures.

Une éolienne, comment ça marche ? (2020)
Dans cette vidéo (8 min 35 s) par L'Esprit Sorcier TV, Fred a grimpé au sommet de l'intérieur d'une éolienne pour mieux comprendre le fonctionnement d'une éolienne.

Références

American Institute of Physics. (2019 August 13). Growth of wind energy points to future challenges, promise. TechXplore.com.

Canadian Renewable Energy Association. Wind. Solar. Storage. 

Energy Education. (n. d.). Wind Turbine.

Natural Resources Canada. (2020 October 6). Renewable energy facts

North American Clean Energy. (2022, June 09). 3.4 Million Homes in Canada Already Use Only Wind Generated Power.

Wiser, R., Hand, M., Seel, J., and Paulos, B. (2016 November). Reducing Wind Energy Costs through Increased Turbine Size: Is the Sky the Limit? Berkeley Lab Electricity Markets and Policy Group.