| Titre : | Les aspects technologiques des éoliennes et leur utilisation dans la production d'énergie dans les zones arides |
| Auteurs : | Abdelhamide Belguidoum, Auteur ; Noureddine Moummi, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2013 |
| Format : | 132p / 30CM |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | vent,éolienne,aérodynamique,CAO,modélisation pale,matériaux composite |
| Résumé : |
L’énergie éolienne constitue une énergie renouvelable très prometteuse en remplacement aux énergies fossiles. Le présent travail traite d’un aspect technologique des éoliennes. Il passe en revue les aspects en relation qui est le vent. Ensuite il établit les équations spécifiques qui régissent le fonctionnement d’une éolienne à axe horizontal, partant de la théorie de Betz, et par l’utilisation des équations de l’action aérodynamique du vent, arrivant aux équations donnant les paramètres aérodynamique d’une pale performante. La contribution importante de ce travail est l’analyse du comportement mécanique d’une pale d’éolienne de type NACA avec différents conditions ; en marche normal, sous rafale et en fin sous tempête. L’analyse passe par la conception de la pale par un logiciel de conception, en suite l’importation de la pale dans un logiciel de calcul en éléments finis, il est nécessaire de modéliser tous les efforts que subit la pale. Il était nécessaire de surmonter des difficultés liées à la géométrie complexe de la pale ainsi qu’à la jonction de la peau de la pale en composite à son cœur en mousse.
ABSTRACT: Wind energy is a promising renewable energy to replace fossil fuels. This paper discusses technological aspect of wind turbines. It examines aspects related to the wind. The nesters out specific equations that govern the operation of horizontal axis wind turbine, hence the theory of Betz, and the use of equations of the aerodynamic action of the wind, reaching the equations giving the aerodynamic parameters of performance blade. The important contribution of this work is to analyze the mechanical behavior of a wind turbine blade NACA guy with different conditions, in normal operation, burs tin and end in storm. The analys is involves the design of the blade with design software, en suite import of the blade in a software finite element calculation, it is necessary to model every efforts offered the blade. It was necessary to overcome the difficulties related to the complex geometry of the blade and the junction of the skin of the composite blade in his heart foam. |
| Sommaire : |
I-1 : Historique 03
I-1-1: Données générales sur l’énergie du vent 04 I-1-2:Avantages et désavantages de l’énergie éolienne 05 I-1-3:Les atouts 05 I-1-4: Les désavantages 08 I-2 : Le vent 09 I-2-1 : Origine du vent 09 I-2-2 : Circulation atmosphérique générale 09 I-2-2-1 / Zones des calmes et basses pressions équatoriales 11 I-2-2-2/ Zone tropicales 11 I-2-2-3 /Zones des calmes et hautes pressions subtropicales 11 I-2-2-4/ Zones tempérées 11 I-2-2-5/ Zone polaires 12 I-2-2-6/ Répartition géographique du vent au sol. 12 I-2-3 : Direction du vent 14 I-2-3-1 : Variations journalières 15 I-2-3-2 /La variation saisonnière 15 I-2-3-3/ La rose des vents 15 I-2-4 : Vitesse du vent 16 I-2-4-1Moyen de mesure de la vitesse du vent 19 I-2-4-2/Types d’anémomètre 20 I-3/Influence des obstacles 21 I-3-1/L’influence du relief sur l’intensité du vent 21 I-3-2/Actions du vent sur des obstacles isolés 22 I-4/Les Modelés de caractérisations du vent 23 I-4-1/La distribution du vent en fonction de la vitesse (loi de Weibull). 23 I-4-2/La distribution du vent en fonction de la direction 24 I-4-3/La distribution du vent en fonction de l'altitude 26 Chapitre II Présentation des types d’éoliennes II-1Les types d’éoliennes 27 II-2/Définition d’une éolienne 27 II-3/Principe de fonctionnement 27 II-4/Principaux composants d’une éolienne 28 II-5/Les types d’éoliennes 30 II-5-1/Eoliennes a axe horizontal 30 II-5-1-1 : Le Moulin à vent classique 30 II-5-1-1-1 / les moulins à toit tournant 30 II-5-1-1-2/ Les moulins à cages tournante 31 Aspect technologiques des éoliennes Table des matières II-5-1-1-3 / caractéristiques 32 II-5-1-2/ Eoliennes lentes 32 II-5-1-2-1 Caractéristiques 33 II-5-1-3/ Eoliennes rapides 34 II-5-1-3-1 Caractéristiques 35 II-5-2/Les Eoliennes a axe vertical 36 II-5-2-1/Les éoliennes lentes 36 II-5-2-2/Les éoliennes rapides 36 II-5-2-2-1/Éolienne à trainée différentielle 36 II-5-2-2-1-1Principe 36 II-5-2-2-1-2Théorie approchée 37 II-5-2-2-1-3Panémone 37 II-5-2-2-1-4 Turbine LAFOND 38 II-5-2-2-1-5/Rotor Savonius 39 II-5-2-2-1-6/Caractéristique 40 II-5-2-2-1-6-1/Puissances susceptibles d’être obtenues 40 II-5-2-2-1-6-2/Couple produit 41 II-5-2-2-2/Éolienne à écran. 41 II-5-2-2-3/Éolienne à clapets battants 41 II-5-2-2-4/Éolienne à pales tournantes 42 II-5-2-2-5/Éolienne à variation cyclique d’incidence à aubes fixes 42 II-5-2-2-6/Eolienne à aubes mobiles 43 II-5-2-2-6-1/Cyclogyro 43 II-5-2-2-6-2/Rotors darrieus 43 II-5-2-2-6-3/Rotor darrieus à géométrie variable 43 II-5-2-3/Différent types des éoliennes à axe verticale modèle DARRIEUS Chapitre III Théories générales des hélices d’aéromoteurs III-1/Théories générales des hélices d’aéromoteurs 47 III-2/Théorie de Betz 47 III-3/La théorie de l’aile portante 49 III-3-1/Définition et tracé de la polaire. 49 III-3-2/Première définition 50 III-3-3/Deuxième définition 50 III-4/Action de l'air sur l'aile en mouvement 51 III-5/Coefficient aérodynamique de portance, de traînée et de moment 52 III-5-1/Représentation graphique des coefficients aérodynamiques Cz et III-5-1-1/Polaire d’Eiffel 53 III-5-1-2/Polaire Lilienthal 54 III-6/Aérodynamique de l’hélice 55 III-6-1/Caractéristiques géométriques : 55 III-6-2/Etude de l’action aérodynamique sur l’élément de pale 56 III-7-/Poussée du vent sur l’hélice : 57 III-8/Géométriques des profils 58 III-8-1/Forme des profils 59 III-8-1-1/ Profils biconvexes 59 III-8-1-2/Profils plans convexes 59 III-8-1-3/ Profils creux 60 III-8-1-4/Profils à double courbure (auto stables) 60 III-9/Caractéristiques géométriques d’un profil 61 Aspect technologiques des éoliennes Table des matières ivIII-10/Profils de type NACA 61 III-10-1Famille de profils à quatre chiffres : 61 III-10-2Famille des profils NACA à cinq chiffres : 64 III-10-3/Les étapes de calcul 64 III-11/Forces et moments aérodynamiques 65 III-12/Repère d’Eiffel 66 III-13/Repère Lilienthal 67 III-14/Calcul des pales d’éoliennes a axe horizontal de point de vue aérodynamique III-14-1/Calcul de pale de point de vue aérodynamique 69 III-14-2/Diamètre de l’éolienne : 69 III-14-3/Théorie simplifiée 70 III-14-3-1/Première évaluation 70 III-14-3-2/Deuxièmeévaluation 70 III-14-4/Le rendement aérodynamique théorique : 73 III-14-5/.Théorie de Glauert (effet tourbillonnaire) 74 III-14-5-1/Système tourbillonnaire associe aux pales 74 III-14-5-2/Système électrique équivalent (déterminations des vitesses) : III-14-5-3/Évaluons les efforts axiaux et tangentiels 76 III-14-5-3-1/ Première évaluation : 77 III-14-5-3-2/ Deuxièmeévaluation 77 III-14-6/Coefficient de puissance locale 79 III-14-6-1/Cas particulier : 79 III-14-6-2/Observation : 82 III-14-7/Coefficient de puissance et Angle d'incidence optimal 82 III-14-7-1/Influence du nombre de pale 83 III-14-7-2/Détermination pratique de L et α 84 III-14-8/Prédétermination des caractéristiques d’éolienne 84 III-15/Comparaison des résultats obtenus par les diverses théories 87 Chapitre IV Calcul mécanique IV/Calculs mécaniques des éoliennes 88 IV-1/ Efforts sur les pales 88 IV-2Moment de flexion due à la poussée axiale par un vent uniforme 88 IV-3/Moment de flexion agissant sur les pales dans le plan de rotation et créant le couple moteur par un vent uniforme IV-4/Forces De Pesanteur 91 IV-5/Contrainte due aux forces centrifuges en marche normale. 92 IV-6/Effets de rafales 93 V-7/Effets gyroscopiques 96 IV-8/Calcul de la contrainte due à la flexion par vent extrême, éolienne arrêtée face au vent : IV-9/Efforts s’exerçant sur l'ensemble de l'installation (Poussée Axiale) 100 IV-2/APPLICATIONS 101 IV-2-1Les calcules de la largeur de la pale par la théorie simplifie 101 IV-2-2/Les calculs de la largeur de la pale par la théorie tourbillonnaire 104 Chapitre V Modélisation de pale d’éolienne V-1/Modélisation de pale d’éolienne et de ses sollicitations et étude de son comportement sous différents conditions de fonctionnement V-1-1/Conception de pale d'éolienne 107 Aspect technologiques des éoliennes Table des matières |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0131 | Mémoire de magistere | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
Documents numériques (1)
 Texte intégral URL |
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