Des éoliennes pour les plus démunis

Des éoliennes pour les plus démunis
Présenté par les élèves de 3ème B
du Lycée Français International Marguerite Duras
D'Ho Chi Minh-Ville
Encadrement : Mme Burtz-Gille, notre professeure de physique-chimie
M. Ngo, notre professeur de technologie
Partenaires : Mme Chalet, ingénieure chez Véolia Viet Nam
M. Aucante, notre professeur d’art plastique

Introduction
Nous sommes des élèves de troisième B du Lycée Français International d'Ho Chi Minh-Ville au
Viet Nam. Dans le cadre de nos cours de sciences physiques et de technologie, nous devons aborder
les caractéristiques de différentes sources d'énergie et la question du choix, pour une application
donnée, d'une énergie adaptée au besoin. C'est aussi l'occasion de nous interroger sur la
disponibilité des matières premières et des énergies, et sur l'impact environnemental de leurs
exploitations.
L'exploitation des énergies renouvelables au Viet Nam n'est pas encore très développée. Nous
avons rencontré une ingénieure du groupe Véolia, Blandine Chalet, qui nous a sympathiquement reçus
dans ses locaux et qui nous a présenté son entreprise et les différents métiers qui la constitue
dans les secteurs eau, énergie et propreté. Nous avons discuté de l'intérêt de l'exploitation des
énergies renouvelables et de ses perspectives dans un pays comme le Viet Nam.
Au Viet Nam, dans certaines zones rurales, les populations n'ont pas accès au réseau électrique et
utilisent des batteries pour répondre à leurs besoins en éclairage. Nos professeurs ont alors
proposé aux élèves de troisième de leur apporter des solutions moins couteuses et respectueuses
de l'environnement.
Depuis deux années déjà, les élèves participent avec enthousiasme à ce projet, cette année, nous
sommes nous aussi décidés à relever le défi. Nous avons étudié les phénomènes physiques mis en
jeu dans ce projet pour améliorer le prototype. Nous voulons fabriquer une éolienne résistante,
puissante qui pourra améliorer les conditions de vie de ces habitants du Delta et nous avons décidé
de présenter le projet au concours C génial collège .

Partie 1 - La fabrication de l'éolienne
I- L'armature et les pales
Nous avons décidé de conserver le support de l'éolienne utilisé l'année dernière. Les pales ont bien
résisté aux intempéries et aux efforts dans cette région proche de la mer où la vitesse du vent est
généralement comprise entre 15 et 90 km/h. Au niveau de l'oxydation, la peinture antirouille a
préservé les pâles de la corrosion. La couleur grise choisie par nos camarades pour des raisons
esthétiques et adaptée à l'environnement. La taille de l'arbre est suffisante pour soutenir le nouvel
alternateur que nous sommes en train de fabriquer et l'envergure des pales est correcte. Nous
ajouterons néanmoins un cache fixé entre la structure métallique porteuse des pales et le stator
pour protéger l'alternateur de la pluie car les vis de fixation ont légèrement souffert l'année
précédente. La nomenclature est précisée en annexe N°1.
Nous avons dessiné avec soin les différentes parties du châssis et des pales à l'aide du logiciel
SketchUp puis nous les avons assemblées virtuellement pour pouvoir le réaliser nous-mêmes en
temps voulu.
Nous avons alors commencé par couper les plaques d’aluminium pour faire les pales. Les morceaux
coupés ont pour dimensions 91 x 78 cm. Ensuite nous avons fixé cette plaque sur l’armature : à
l’aide de ciseaux, on a percé des trous pour ensuite pouvoir utiliser la riveteuse pour fixer
solidement la plaque à la structure de la pale.

II- Le rotor de l'alternateur
Le rotor est la partie externe de l'alternateur. Il est constitué
de deux plateaux en rotation de part et d'autre du stator. De
nombreux aimants sont positionnés sur chaque plateau.
1- Les aimants
Nous savons tous ce qu'est un aimant, nous en utilisons régulièrement. Mais lorsque les enseignants
ont commencé à nous poser des questions à leur sujet, nous nous sommes rendu compte que nous ne
connaissions rien sur eux. Un groupe s'est donc chargé d'étudier les aimants, ceux en ferrite
utilisés l'année précédente et des nouveaux, des aimants néodymes.
L’aimant ferrite est composé de céramique, d’oxyde de fer avec du manganèse, du zinc, du cobalt ou
du nickel. L’aimant néodyme est constitué d'un alliage de néodyme (Nd), un élément chimique de la
famille des terres rares, de fer (Fe) et de bore (B) de formule Nd2Fe14B. Les polarités d’un aimant
(nord-sud) permettent de produire un champ magnétique. L’intensité du champ magnétique B est
mesurée en tesla (T).
Aimant ferrite
Aimant néodyme
Forme
Pavé droit
Pavé droit
Dimensions
L : 6cm ; ℓ = 3 cm ; h = 1 cm
L : 3,9cm ; ℓ = 0,9 cm ; h =0,9 cm
Masse
88 g
31 g
Couleur
gris foncé, noir
gris, argent
Il existe plusieurs polarisations possibles pour les aimants.

Nous avons réalisé une série d'expériences à l'aide d'aiguilles aimantées et de limaille de fer et
nous avons pu déterminer qu'il s'agissait d'une polarisation par l'épaisseur, les aimants seront
donc placés à plat dans le rotor.
Ces tests nous ont aussi permis de comprendre comment placer les aimants l'un par rapport à
l'autre sur les deux plateaux du rotor, les pôles doivent être opposés pour que les champs
magnétiques ne s'opposent pas.
De plus, nous avons constaté que la portée du champ magnétique crée par l'aimant néodyme est plus
importante que celle de l'aimant ferrite.
Nous avons ensuite réalisé une autre série de tests pour comparer l'intensité
de la force magnétique créée par chacun de ces aimants. Nous avons accroché
une règle métallique au bout d'un dynamomètre puis nous avons tiré sur la
règle par l'intermédiaire de l'aimant. Les résultats obtenus nous permis
d'affirmer que la force magnétique de l’aimant néodyme est bien supérieure à
celle du ferrite.
L'aimant néodyme est supérieur à celui en ferrite au niveau du champ et de la
force magnétique mais ces aimants sont très sensibles à la corrosion car
composés de fer. C'est pour cette raison que leur surface est habituellement
recouverte d'une couche de nickel.
L’aimant ferrite semble plus résistant aux chocs, à la corrosion, aux
températures et à l’oxydation (d’après la fiche des propriétés données par le
constructeur). Nous avons cependant décidé d'utiliser cette année des
aimants néodymes dans le rotor pour privilégier l'augmentation la puissance
électrique de l'alternateur et nous les protégerons sous une couche de
résine aussi ils ne devraient pas trop subir d'agressions extérieures.