Modélisation et optimisation multi objectifs d’une éolienne à axe horizontal d’un système de production éolien isolé de petite taille
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Date
2015
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Abstract
Le principe de base de l'implantation d'une petite éolienne sur un site isolé est de produire de
l'électricité avec une simple conception. Pour optimiser les performances des éoliennes, il est
nécessaire d'étudier l'intensité, la vitesse, la fréquence et la direction du vent. C’est dans ce contexte
que nous avons évalué les ressources éoliennes de la région d’Annaba - Algérie afin d'établir une
petite éolienne. Par conséquent, une méthode d'ajustement de Weibull pour déterminer le potentiel
éolien et de prévoir les conditions extrêmes du vent dans notre région. Nous avons étudié l'estimation
des deux paramètres de la distribution de Weibull, le paramètre de forme k et le paramètre d'échelle c
afin de déterminer la vitesse sans oublier d'étudier la direction d'où vient le vent. Ces démarches
apparaissent comme une étape primordiale et importante pour sélectionner l'emplacement de
l'installation d’un aérogénérateur. Après l’analyse du comportement du vent dans la région d’Annaba
afin d'étudier la possibilité d'installer une petite éolienne, ainsi que la connaissance de l'énergie que
peut produire nous devons faire une étude aérodynamique pour améliorer la forme de la pale sous le
vent par l’étude de deux types de pales, une pale simple et une autre vrillée avec une corde variable.
L'étude utilise la combinaison de deux théories, la théorie d’élément de pale et la théorie d'écoulement
axial pour objectif de déterminer les forces aérodynamiques agissantes sur les deux types de pales et la
puissance qu’elles peuvent extraire. Nous terminons ce travail par une simulation numérique des
fréquences et les modes propres des vibrations en battement, trainée et en torsion avec le SolidWorks
des deux variantes de pales que nous avons déjà utilisé dans l’étude aérodynamique, les résultats
dévoilent que les différentes sollicitations et les déplacements maximaux sont localisés à l’extrémité
des deux pales, en effet les résultats obtenus montrent qu’une pale simple a des fréquences plus
élevées qu’une pale vrillée mais elle ne subit pas de grands déplacements en comparant avec une pale
vrillée. A partir des différents paramètres physiques et aérodynamiques, nous avons suivi ce travail par
une autre simulation numérique avec le module SolidWorks Flow afin d’estimer le comportement des
deux types de pales dans un écoulement d’air et essayer de voir comment se comporte une pale simple
et une autre vrillée au moment de son travail.
Finalement, il est possible d'affirmer que l'étude du vent dans une région est nécessaire et importante
pour le but d’implanter une éolienne, mais insuffisante pour garantir une meilleure rentabilité de cette
dernière, il doit y avoir une étude préliminaire de sa forme et son comportement durant les heures de
travail dans toutes les conditions.