Hauteur de moyeu
Hauteur du centre du rotor d’une éolienne au-dessus du sol ou du niveau de la mer ; un moyeu plus haut atteint des vents plus forts et plus réguliers, l’un des principaux moteurs de la hausse des facteurs de charge.
La vitesse du vent augmente avec la hauteur, car le frottement du sol freine l’air au ras de la surface : c’est le cisaillement du vent. Monter le moyeu augmente donc la vitesse moyenne du vent et la production, tout en réduisant la turbulence.
Hauteurs de moyeu représentatives :
- Terrestre, années 2000 : 60–80 m
- Terrestre, milieu des années 2020 : 100–140 m en général ; jusqu’à 160–170 m sur les sites boisés allemands ; environ 100 m en moyenne aux États-Unis (Berkeley Lab, Land-Based Wind Market Report)
- En mer : 110–150 m au-dessus du niveau moyen de la mer pour les machines de 12–15 MW
Avec une loi de puissance et un exposant de cisaillement typique à terre de 0,2, passer de 80 m à 140 m augmente la vitesse du vent d’environ 12 % et la puissance disponible d’environ 40 % :
La contrepartie, ce sont le coût et la logistique. Les mâts tubulaires en acier sont limités par le diamètre transportable (environ 4,3–4,5 m sur de nombreux réseaux routiers) : les mâts plus hauts sont hybrides béton-acier, en treillis, à coques boulonnées ou enroulés sur site. La hauteur de moyeu fixe aussi la garde au sol en bas de pale et la hauteur totale en bout de pale, un paramètre déterminant pour les règles d’urbanisme, les radars aéronautiques et les études d’impact visuel. Les sites à faible cisaillement, comme les plaines dégagées ou la mer, gagnent moins à monter plus haut.
Termes associés
Tous les termes →- Cisaillement du vent
Variation de la vitesse du vent (et parfois de sa direction) avec la hauteur au-dessus du sol, sous l’effet de la rugosité de surface et de la stabilité atmosphérique.
- Surface balayée
Surface du cercle décrit par les pales en rotation d’une éolienne ; la puissance produite lui est directement proportionnelle, et elle croît avec le carré du diamètre du rotor.
- Distribution de Weibull
Loi de probabilité à deux paramètres qui décrit la fréquence de chaque vitesse de vent sur un site, définie par un facteur d’échelle c et un facteur de forme k.
- Densité de puissance du vent
Puissance moyenne disponible dans le vent par mètre carré de surface perpendiculaire à l’écoulement, en W/m², la mesure de référence de la qualité d’une ressource éolienne.
- Renouvellement d’installations (repowering)
Remplacement d’équipements de production vieillissants sur un site existant par une technologie plus récente, en général plus puissante et plus efficace ; s’applique surtout aux parcs éoliens après 15 à 25 ans.