Les moulins
Historique du moulin à vent
Source principale:- Sigvard Strandh, "Machines, histoire illustrée", Draeger, Paris 1979.
La propulsion d'embarcations au moyen de voiles a peut-être été la première utilisation de l'énergie éolienne. On sait que les Sumériens connaissaient déjà en 3500 ACN les voiles de toile.
Les premières machines à vent, elles, datent de l'Antiquité. Les premiers moulins éoliens étaient, eux aussi, munis de voiles tendues. Ils apparaissent au 7 e siècle en Perse sur les plateaux de la province du Seitân. Ils consistaient en une roue à aubes à axe vertical entraînant directement une meule. Le premier niveau du bâtiment comprenant la roue à aubes était ouvert aux vents dominants. La meule, axée sur la roue, était placée au deuxième niveau .
Ce n'est qu'en 1105 que sont mentionnés pour la première fois en Europe les moulins à vent: une bulle papale autorise l'abbé de Savigny à installer des moulins à vent dans les diocèses de Bayeux, Coutances et Evreux.
Début 13 e siècle, les moulins à vent sont répandus dans presque toute l'Europe et particulièrement aux Pays-Bas où ils étaient utilisés pour créer des polders. Ces moulins devaient être fixes ou sur pile avec tout le corps pivotant pour faire face aux vents changeants.
Fin 14 e siècle apparaît le moulin à calotte pivotante. Dès lors, il ne fallait plus bouger que la partie supérieure du moulin pour faire face aux vents changeants. Jusqu'au 19 e siècle, les moulins éoliens ne connurent plus d'innovations déterminantes si ce n'est dans les systèmes de régulation.
Fin des années 1870, le Nord-américain Start Perry conçoit un aéromoteur qui connaîtra le succès dans les exploitations agricoles aux fins de pompage et drainage. La roue (de 1 à 3 m de diamètre) de ce moulin, dotée de 100 à 150 ailettes, entraînait, par l'intermédiaire d'un vilebrequin, un pompe à piston.
Quelques années plus tard, ce type d'éolienne fut couplée à des générateurs d'électricité et deviendra ainsi un aérogénérateur.
En 1927, le Français G. Darrieus brevète une éolienne muni d'un rotor bipale à axe vertical de 20 m de hauteur et 10 kW de puissance. Actuellement, la majorité des éoliennes sont munies de rotor bipale, parfois tripale, à axe horizontal.
Le vent: extrait du "Guide des Energies Renouvelables" (MRW)
D'où vient son énergie et de quoi est-elle faite?
Du Soleil au vent
Entre les pôles et l'équateur, le Soleil réchauffe le globe terrestre de manière fort inégale. Les écarts de température qui en résultent provoquent des différences de densité des masses d'air qui se traduisent par des variations de pression atmosphérique. Dès lors se crée un vaste mouvement des masses d'air des zones à haute pression vers les zones à basse pression. C'est ce mouvement qui constitue le phénomène général des vents à la surface de la planète.
Mais la façon dont les vents s'orientent localement aux quatre coins de la planète obéit encore à d'autres lois très complexes de la dynamique des fluides, aux forces physiques résultant de la rotation de la Terre (force de "Coriolis"), à la présence des océans et des continents et de leur reliefs respectifs. Ceci qui explique la très grande variété des vents dominants qui caractérisent les diverses régions et climats du globe, selon les latitudes et longitudes.
Le vent est donc une masse d'air en mouvement qui transforme l'énergie thermique que cette masse a retiré du rayonnement solaire en énergie cinétique. Deux paramètres essentiels caractérisent donc le vent. Le premier, déterminant quant à la quantité d'énergie qu'il est susceptible de fournir, c'est sa vitesse, et le second, c'est la direction de son déplacement.
Le premier problème que pose la récupération de cette énergie gratuite et souvent abondante, c'est son instabilité. Certes, les données climatiques permettent, pour une région donnée, de définir le régime des vents dominants et leurs vitesses "moyennes" avec une bonne approximation sur l'année, ou même sur les saisons. A titre indicatif, pour la Belgique, la vitesse moyenne annuelle du vent à 10 mètres du sol est de 6,2 mètres par seconde au littoral, de 3,6 m/s à l'intérieur du pays et de 4,4 m/s sur le plateau ardennais.
Mais il va de soi que cette donnée statistique est totalement insuffisante pour déterminer les caractéristiques auxquelles doit répondre une éolienne en un endroit précis. D'abord, parce que ces moyennes dissimulent les sautes d'humeur extrêmes que peut connaître le vent, que ce soit sous forme de calme plat persistant, de variations incessantes ou encore de rafales d'une violence rare.
De plus, la vitesse et la direction peuvent être fortement influencées par les conditions locales du lieu d'implantation, notamment le relief et les obstacles avoisinants. Ceux-ci peuvent créer des turbulences importantes. Avant toute décision d'installation, une étude approfondie de ces conditions particulières s'impose.
On a longtemps cru que le moulin à vent avait été inventé au Moyen-Orient etintroduit dans nos régions par les Croisés. En fait, c'est l'inverse qui s'est produit.
En Perse et en Afghanistan, on a utilisé très tôt la force éolienne pourmettre des moulins en mouvement mais il s'agissait de moulins dits horizontaux. Les moulins qu'on voit chez nous sont du type dit vertical et étaient inconnus en Orient.
La plus ancienne mention d'un moulin à vent (vertical) en Palestine nous est fournie par un soldat participant à la troisième croisade, menée par Richard Coeur de Lion (le roi de Robin des Bois). Ce témoin décrit l'épouvante des Arabes à la vue d'un moulin à vent que construisaient les Croisés. Le texte date de 1190 et la plus ancienne mention d'un moulin à vent en Europe occidentale date de 1183 et provient de Wormhout, dans le comté de Flandres.
"Notre" moulin à vent serait donc une invention de chez nous.
Dans les moulins à eau et à vent, le grain est moulu entre deux pierres rondes qui pèsent environ une tonne, les meules. La meule supérieure, appelée la courante, tourne. La meule inférieure, appelée la gisante, reste immobile.
C'est précisément grâce à ce mouvement d'une seule meule que le grain est moulu. Notons que ces pierres ne se touchent pas.
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