12/08/2011 - Turbines inspirées par des bancs de poissons

Menéame

Les parcs éoliens du futur pourraient avoir un aspect très différent grâce aux cardumènes ou aux bancs de poissons. Ingénieurs en Californie ont été inspirés par le mouvement collectif de ces ajouts marins pour concevoir des turbines qui profitent, de façon beaucoup plus efficace, des turbulences.

Les moulins traditionnels avec leurs grandes hélices rotatives doivent être espacés pour éviter les turbulences provenant d’autres turbines. Cela limite la productivité des parcs éoliens à environ deux watts par mètre carré. Le nouveau design, en revanche, obtient une efficacité dix fois supérieure.

Les nouvelles turbines sont testées dans le désert californien, selon une étude publiée dans le Journal of Renewable and Sustainable Energy.

Matrice optimale

Le parc modèle utilise des turbines à axes verticaux, qui profitent des turbulences provenant de multiples directions. La grande avancée, selon l’étude, est que les nouvelles turbines sont déployées dans une matrice basée sur la dynamique des fluides utilisée par les bancs de poissons.

" Organiser l’emplacement des turbines selon les sommets du mouvement des poissons est certainement une approche innovante," a déclaré l’ingénieur aéronautique Robert Whittlesey, de l’Institut de technologie de Californie (Caltech).

"Les poissons s’alignent de manière à optimiser leur propulsion," assure Whittlesey dans l’étude, et cela peut s’adapter à la matrice d’un parc éolien.

La nouvelle conception place des paires de turbines qui tournent dans la direction inverse en canalisant les courants d’air vers des turbines voisines et en minimisant la perte d’énergie par turbulence.

D’après John Dabiri, un autre auteur de l’étude, "si le lien entre les parcs éoliens et les bancs de poissons peut sembler étrange, il est en réalité quelque chose de logique du point de vue de la physique des fluides."

Interrogants

Le nouveau design présente également d’autres avantages. Les turbines ont à peine 10 mètres de haut, beaucoup plus bas que les moulins traditionnels, et c’est pourquoi non seulement elles affectent moins le paysage, mais elles sont moins nuisibles pour les oiseaux et les chauves-souris.

La grande question est maintenant de savoir si le design fonctionnera dans un parc à grande échelle.

"C’est une idée intéressante, mais elle n’a pas encore été entièrement testée," a déclaré la BBC John Loughhead, du Centre britannique de recherche énergétique.

"En outre, les turbines à essieux verticaux doivent supporter un stress majeur. Il est difficile de construire une turbine suffisamment légère pour qu’elle tourne facilement et en même temps suffisamment rigide pour supporter de fortes vibrations."

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