La turbine à air d’une éolienne pour particulier

L’essentiel

Une éolienne est souvent comparée à une turbine, car elle transforme la force du vent en électricité. Cependant, le mode de fonctionnement n’est pas tout à fait le même, car dans le cas d’une éolienne, c’est la rotation des pales qui entraîne directement la rotation du rotor dans le générateur, alors que la turbine utilise un système de chauffage du gaz.


Le saviez-vous ?

Les turbines à gaz sont très anciennes. Elles furent inventées par de Léonard de Vinci au XVIᵉ siècle ; le premier brevet fut déposé au XVIIIᵉ siècle, et la première turbine capable de produire de l’énergie fut réalisée en 1903.

Fonctionnement d’une turbine éolienne

Une turbine est une machine qui sert à utiliser la force d’un fluide, l’air dans le cas des éoliennes, pour entraîner un Alternateur. Le couple du fluide, c’est-à-dire son effort en rotation, est transmis au Générateur au moyen d’un arbre. L’arbre est un objet cylindrique qui est parfois doté d’un multiplicateur de vitesse, dans le cas des éoliennes les plus puissantes.

On associe donc souvent éolienne et turbine (en anglais, éolienne se dit wind turbine), car l’éolienne sert à transformer l’énergie mécanique de l’air en énergie électrique, comme une turbine reliée à un générateur. Cependant, les turbines à gaz n’ont pas tout à fait le même mode de fonctionnement que les turbines éoliennes. 

Différence entre une turbine éolienne et une turbine à gaz

Une turbine à gaz est un moteur constitué de trois éléments :

  • Un compresseur d’air,
  • Une chambre de combustion, dans  laquelle est introduit le combustible gazeux. En brûlant, le gaz consomme partiellement l’air qui a été amené par le compresseur. Cela élève la température du mélange « air + gaz de combustion », ce qui augmente en même temps son volume ;
  • Une turbine, dans laquelle le mélange « air + gaz sortant de la chambre de combustion » se détend, c’est-à-dire que sa pression diminue, ce qui crée de l’énergie mécanique. Cette énergie entraîne le compresseur d’air et fournit à l’arbre une puissance utilisable, qui est recueillie ensuite par un alternateur.

Le mélange « air + gaz de combustion » s’appelle le gaz d’échappement. Il sort de la turbine à des températures très élevées (450 à 550 oC), et peut donc alimenter un échangeur de chaleur destiné à produire un fluide thermique utilisable tel que de la vapeur.

On voit donc que les éoliennes n’utilisent pas tout à fait le même principe qu’une turbine à gaz, puisqu’il n’y a pas de combustion. C’est donc un abus de langage, par souci de simplification.