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Eoliennes de pignon: à déconseiller!

Avec son mât fortement raccourci, installer une éolienne sur le pignon d’un bâtiment existant a de quoi séduire, mais attention : sans précaution, ce type d’installation est à déconseiller car peu productif et dangereux pour le bâti. Les Compagnons d’Eole ont fait un premier point, en s’appuyant notamment sur l’expérience française.

A priori, installer une éolienne sur le pignon de son habitation est tentant. Il permet de raccourcir le mât en profitant de la hauteur du mur pour y placer l’éolienne. Moins d’espace occupé, plus facile de respecter les distances minimales entre l’éolienne et la parcelle voisine, prix d’achat réduit à l’éolienne et son kit d’ancrage, … De quoi être tenté par les promesses alléchantes de certains vendeurs. Mais attention, une éolienne de pignon se heurte d’emblée aux mauvaises conditions de vent généralement rencontrée à proximité d’un pignon (vitesse de vent réduite et surtout caractère fortement turbulent). Celles-ci réduisent d’une part la productivité de l’éolienne avec des rendements généralement très inférieurs aux chiffres annoncés et d’autre part, elles peuvent amener l’éolienne à causer des nuisances sonores et des dommages sur les pignons ou toitures sur laquelle elle est ancrée.

Généralement, le mât porteur de l’éolienne est fixé au mur pignon avec deux ferrures. Elles sont soumises à deux types de contraintes : un cisaillement vertical, sous l’effet du poids de l’éolienne et des contraintes horizontales, sous l’effet de l’aérogénérateur soumis au vent en tête de mât. Les maçonneries de briques, de pierres ou de parpaings composant les murs de pignon résistent bien aux forces verticales. Mais les joints de maçonnerie ne supportent pas très longtemps les forces horizontales, d’où un risque de fissuration.

En outre, les  vibrations dues au fonctionnement de l’aérogénérateur viennent amplifier l’effet des forces mécaniques. Sur la durée, les vibrations peuvent engendrer des fissures puis des infiltrations, aboutissant à une dégradation de la structure. Il ne faut pas négliger la propagation des ondes acoustiques par les matériaux de construction.

 

Explications techniques

Pour bien produire sans que la mécanique ne souffre, une éolienne doit trouver un vent puissant (vitesse élevée) et régulier (absence de turbulences). Ce vent n’est disponible que dans des zones dégagées, loin du sol et de tout obstacle. Or, en appui sur un pignon, ces conditions ne sont pas remplies.

A proximité du sol, le vent est fortement influencé par ce qui trouve sur le sol. D’une part, il est freiné et d’autre part son écoulement perturbé.

Le « freinage » est exprimé par le coefficient de rugosité. Il varie sensiblement en fonction de l’occupation du sol.

Terrain agricole dégagé  0,05
Banlieue urbaine 0,5
Ville 1

Tableau : Exemple de coefficient de rugosité

A même hauteur, la vitesse du vent varie en fonction de la rugosité. Le tableau ci-dessous présente les valeurs de vitesses de vent calculées à 10 m au-dessus du sol pour les différents types d’environnement, pour un vent géostrophique de 12 m/s (à 1 000 m d’altitude, non influencé par l’occupation du sol).

Vent géostrophique
à 1 000 m d’altitude
Type de sol  Vent en m/s
12 m/s   Terrain agricole dégagé  5,7 m/s
   Banlieue urbaine 3,8 m/s
  Ville 3,8 m/s

 

Selon les règles européennes EC1, pour retrouver la densité énergétique du vent observée à une hauteur de 10 m en rase campagne, il faut se placer à 45 m en banlieue et à 72 m en ville.

Les obstacles du sol modifient le mouvement de l’air. De laminaire, le vent devient plus chaotique ou turbulent. Non seulement la part turbulente de l’écoulement n’est pas exploitée par le profil aérodynamique des pâles de l’éolienne, mais d’autre part, les turbulences affectent la durabilité de l’éolienne par les efforts mécaniques qu’elles engendrent sur le rotor et le système d’ancrage.

Catégorie: 
Technologies
Filière: 
3