preface - Réseau Cicle

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PREFACE
A la lecture de ce petit exposé, Vous découvrirez une manière réaliste d’aborder
l’énergie du vent qui sans se soucier des réalisations alentours et des modes technologiques,
a eu comme seul but sa bonne utilisation.
L’important à mes yeux était l’intégration de tous les grands facteurs de rendement,
et gommer autant qu’il est possible les inconvénients de cette énergie.
Cela m’a conduit à rencontrer de multiples problèmes du à la fantastique et
imprévisible distorsion d’écoulement du vent en espace et temps limité, aspects d’une
question qu’aucune littérature technique antérieure ne laissait supposer l’existence. Même
silence aujourd’hui ce qui est bien regrettable et déplace technique et réflexion.
Le choix des paramètres que nous avons fait, les solutions techniques que nous
avons adoptées pourront vous paraître étranges. Ils ont été fait en toutes réalités en dehors
de toute école, en toute liberté de pensée et de jugement, suite à un long travail de
documentation, observations, réflexions, évolutions, et expérimentations.
Cet aérogénérateur représente une énorme somme de travail. Il est évident que j’ai
été favorisé par le fait que la décision en tout m’appartenait, ce qui devant les faits évitait
toutes temporisations inutiles et longues, tant sur le plan analyse des observations,
modifications des plans, mise en œuvres des évolutions, commandes des matériaux, façon et
remplacement des systèmes inadéquats, quelques soient les conditions météorologiques ce
qui me plaçais souvent hors des limites du raisonnable.
Cela a conduit surtout à la rencontre d’un immense scepticisme quand à la réussite
de cette entreprise, ensuite à la négation de notre réussite technique. .
Les résultats pratiques ont validés mes travaux, Vous pouvez voir en
fonctionnement cet aérogénérateur qui produit depuis plus de vingt ans sous des vents de 8
à 185 km/h, sans aucune surveillance de fonctionnement et arrêts pour tempêtes, s’adaptant
aux vents qui ne l’ont jamais surpris et mis en défaut.

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UNE VIE !!!!
50 années d’accumulation de documentations, de réflexions d’élaborations
d’aérogénérateurs à pas variable.
20.000 heures d’étude, de dessins, de travaux d’atelier,
Plus de 1.700 heures de terrains dont plus de 1.100 heures sur pylônes
POUR LA REALISATION ET L’EVOLUTION DE :
4 petits aérogénérateurs de diamètres inférieurs à 3 mètres, 1945 - 1949
1 aérogénérateur diamètre 3 mètres 1950 - 1951
1 ………………………….3 mètres (jamais mis en service)
1 ………………………….5 mètres 05/1956 -10/1956
1 ………………….. ……. 5 mètres 04/1958 - 10/1981
qui a fonctionné pratiquement sans avaries entre ces dates et qui a été démonté
pour cause de vétusté et disponibilité d’emplacement
Réalisations faites dans le cadre de CARRE Jean, (entreprise en nom personnel)
3 aérogénérateurs diamètre 8 mètres 1983 –
tels que décrits dans cette exposé, réalisés dans le cadre G.I.E. AEROGENERATEURS
CARRE ;
Ce dernier programme a fait l’objet du contrat ANVAR N° A 8106021, avenant
du 04/07/1984 et du 11/01/85, des contrats avec la Caisse Régionale du Crédit Agricole
d’Auxerre en date des 26/01/1982 et 10/06/1985, de l’assistance de la Chambre de Commerce
et d’Industrie, de subvention du Conseil Régional, de l’A.F.M.E. pour essais de ces machines
au Centre National d’Essais Eolien de LANNION (C.N.E.E.L.), d’une Médaille d’Argent au
Salon International des Inventions de GENEVE.
Ont été résolus sur ces derniers aérogénérateurs tous les aspects techniques et de
comportements spécifiques des hélices éoliennes à pas variable instantané régulant par état
d’équilibre vers la mise en drapeau des pales* ;de ce fait autant qu’il est possible les problèmes
liés à l’exploitation du vent.
Oui, sous son vent nominal et au delà, cet aérogénérateur fonctionne en toute
sécurité, respectant sa vitesse nominal de rotation: à pleine charge, sous charge fractionnaire,
à vide, peut être brusquement déchargé, mais n’aime pas être en arrêt lorsque le vent souffle
et il ne sait pas fonctionner sans vent. !!
Des évolutions sont prévues, elles améliorerons de beaucoup ses performances
sans remettre aucunement en cause les acquis, provoquant même une diminution de charge
sur les structures.
*P.S. J’emploie cette définition par opposition aux régulations à pas variables commandés
qui par les temps nécessaires à une saisie aléatoire, transmission et exécution agissent en
situations parfois fausses mais toujours dépassées ; aux pas variables agissant en
décrochement.

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INTRODUCTION
Les variations très rapides de la vitesse du vent opposée à l’inertie
des hélices éoliennes sont à l’origine des effets de « pompage » cause de
fatigue et de destruction de TOUS les aérogénérateurs.
Ceci est directement responsable de la rupture systématique des
hélices à pas variable régulant par état d’équilibre vers la mise des pâles
en drapeau.
Cet aérogénérateur comporte un système original de régulation à
pas variable instantané, il réalise le premier dispositif anti « pompage »
appliqué aux hélices éoliennes.
Ces dispositifs se sont révélés cent pour cent efficaces et fiables.
Au fil des jours et des semaines, l’inégalité de la répartition des vitesses du vent
rend l’énergie éolienne aléatoire.
Celle ci le sera moins si l’aérogénérateur possède un rendement élevé, commence
sa production par vents faibles et est capable de continuer à produire par tempêtes.
En site autonome, la probabilité d’avoir de l’énergie au moment désiré sera augmentée,
le besoin en capacité de stockage relativement moins conséquent.
Pour les installations couplées sur réseau, la déstabilisation de celui ci sera retardée.
La puissance maximum des ces aérogénérateurs étant facilement contrôlable, les frais
de raccordement se limiteront à la puissance nominale installée, la rentabilité en sera grandement
améliorée.
Par la réalisation d’une régulation à pas variable capable de suivre les fluctuations de
vitesse du vent, par la suppression des effets de « pompage » et de fatigues les accompagnant,
l’Innovation m’a permis de rendre fiable l’intégration des grands facteurs de rendement des
hélices éoliennes, tout en restant dans un cadre de contraintes limitées, d’où coût raisonnable.

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Les performances d’une hélice éolienne sont principalement dépendantes des
paramètres suivants.
1) LA FORME DE L’HELICE : convexe, plate ou concave.
La forme concave présentée coté pression est de loin la plus performante. Elle est
universellement adoptée sur les hélices marines.
Nous rappelons que les hélices éoliennes évoluant en vitesses soubsoniques sont
comme les hélices marines, soumises aux lois de la mécanique des fluides incompressibles.
2) LA LARGEUR DES PALES :
Quelque soit la vitesse des pales, (il est évident qu’elle ne saurait être nulle car
l’énergie produite ne pourrait être que nulle), la conversion de la pression potentielle
recueillable en couple moteur, en énergie utilisable, est inversement proportionnelle à la
grandeur de l’angle d’incidence par rapport à l’angle compris entre le vent relatif et le plan de
déplacement.
Il est possible dans une certaine limite d’opter pour une vitesse de pale plus grande et
de diminuer sa largeur, mais cela correspond à un surcroît de contraintes face à une diminution
du moment d’inertie de section de pale, de plus cette proportionnalité angulaire devra demeurer
afin de garder une conversion honnête de l’énergie du vent.
La largeur et la vitesse à adopter reste un compromis technico-économique entre la
conversion inutile du vent entrant en fluide rotationnel, et la rotation utile de l’hélice à laquelle
s’oppose vitesse croissant la traînée plus grande du profil de la pale.
Une pale large, une incidence faible, réalise face aux variations rapides du vent une
instabilité explosive, nous l’avons rencontrée et trouvé solution.
3) L’EXITENCE D’UN VRILLAGE DE PALE : ou gauchissement bien établi, dans la
limite du vent nominal optimalise la résultante efficace tout au long de la pale, et évite à celle
ci de se placer partiellement en situation de décrochement, de produire des écoulements
turbulents qui tendent à se propager au long du profil engendrant perte de portance et traînée.
Si une pale vrillée comme une pale large est facteur de rendement ; par une meilleure
conservation de l’énergie cinétique elle est aussi source accrue d’instabilité.
4) LA HAUTEUR DU PYLONE : Pour une même site, la puissance récupérable, la
qualité de l’écoulement facteur de rendement et de moindre fatigue, sont directement liées à
la hauteur au dessus du sol.
La mise en application des ces paramètres n’est possible qui si une bonne
stabilité dynamique de l’hélice est assurée. Je l’ai réalisée.

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Spécificités de notre réalisation :
Aérogénérateurs à hélice à pas variable régulant vers l’effacement des pales par
équilibre entre un effet dynamique issu de la rotation tendant à amener les pales en drapeau
et une force élastique s’y opposant.
Disposition géométrique : La force issue de la rotation de l’hélice sollicitant la
pale pour effectuer son pivotement autour de son axe O O’ est réalisée par l’inclinaison de
cet axe vers l’avant, la construction d’une hélice conique, la face concave présentée au vent.
Déséquilibre de masse : Dans la limite de disponibilité potentielle énergétique
des vents, .pour que leur vitesse de rotation soit constante et non influencée par la charge , les
hélices éoliennes doivent pour leur pales, utiliser des profils à centre de poussée stable se situant
dans cette exigence à 0,25 de la profondeur de la pale, lieu où doit être implanté leur axe de
pivotement O O’.
Quelles que soient les techniques de construction utilisées, face aux contraintes
centrifuges, dans l’impossibilité de porter une masse sur la partie du profil située en avant de
cet axe, on ne pourra tant statiquement que dynamiquement équilibrer la masse M’ située en
opposition vers l’arrière.
Différence de rayon d’évolution : Le rotor étant conique, le calage en hélice
du profil de pale fait que dans un plan perpendiculaire a l’axe de pale O O’, la partie arrière du
profil M’ évolue en rotation autour de l’axe de l’hélice sur un rayon r’ supérieur à celui de la
partie avant r
Effets : Ce déséquilibre de masse, cette différence de rayon d’évolution entre
la partie située en arrière de l’axe de pivotement et celle située en avant de celui ci, engendre
lorsque la machine tourne un déséquilibre amenant la pale à tourner sur elle même vers la
mise en drapeau.
Régulation : A la vitesse nominale de rotation de l’hélice, des moyens de rappels
élastiques équilibrent la force crée par la rotation de celle ci et ces différences.