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L'étonnante histoire d'une éolienne urbaine

Thomas Blosseville
L'étonnante histoire
d'une éolienne urbaine

© D.R.

Un autodidacte venu du tourisme a inventé une éolienne avant-gardiste. Plus compacte que ses homologues des champs, elle entend s'imposer en ville.

Il distille ses secrets (presque-) sans retenue. À 58-ans, Alain Burlot achève l'un des projets dont il sera certainement le plus fier-: la conception d'une éolienne pour les toits des bâtiments. Après six-années de travail, le défi est relevé. En cours de certification par Bureau Veritas, Apple Wind --c'est son nom--, une éolienne de 7-kW (contre plus de 2-MW pour les grandes éoliennes standard), sera lancée en production à l'automne.

62 maquettes de validation

Derrière cette innovation, aucun bureau d'études industriel. Juste un homme, un consultant, titulaire d'un BTS en développement de projets-: Alain Burlot. Il confesse ne pas maîtriser parfaitement l'informatique et se méfier des risques de piratage. Il reste avant tout un autodidacte, prêt à dégainer son stylo pour réaliser un calcul à la main. Loin du tout numérique, le développement d'Apple Wind ramène sur le devant de la scène la conception empirique. «-Il m'a fallu 62-maquettes pour valider la forme définitive d'Apple Wind. Je ne pensais pas qu'il en faudrait autant-», reconnaît Alain Burlot. Pour développer une machine dont le retour sur investissement est limité à dix ans, l'expérimental, à côté de la simulation, s'est révélé indispensable.

La réflexion de l'inventeur est partie d'un constat, presque d'une évidence. Les parcs éoliens traditionnels jouent la course en hauteur-: des mâts d'une centaine de mètres, des pales de plusieurs dizaines de mètres... «-Ils requièrent énormément d'espace. Une telle configuration n'est pas multipliable à l'infini-», justifie Alain Burlot. Il a donc eu l'intuition de rapprocher la production d'électricité de sa consommation. Avec son éolienne verticale à trois-pales de 2,5 mètres chacune, l'ancien responsable de village de vacances arrive à ses fins. Tandis que le bâtiment énergétiquement neutre, voire à énergie positive, est sur toutes les lèvres, Apple Wind fait un premier pas vers l'autoproduction.

L'inspiration n'est pas venue seule. Alain Burlot s'est d'abord formé, pendant deux-ans, aux disciplines clés de l'éolien-: mécanique des fluides dans l'air, électronique de puissance, mécanique des structures... Son enseignement a notamment été assuré par les cours par correspondance --disponible sur Internet-- de l'université américaine d'Albuquerque. Comme quoi, l'informatique ne le rebute pas totalement... Pour mener à bien son projet, il s'est aussi rapidement tourné vers l'école des mines de Douai (Nord) pour concevoir un rotor adapté à une éolienne verticale sans mât. Puis des partenariats se sont noués avec Centrale Lille, Polytech'Lille et l'université de Lille-1. Ces alliés ont apporté leur expertise en modélisation numérique, ce qui a permis à Alain Burlot de définir la géométrie générale de l'éolienne.

Sans a priori, il explore toutes les pistes. Le mât perturbe l'écoulement de l'air-? Il décide de s'en priver. «-Nous avons ensuite envisagé des pales courbes. En tournant, leur trajectoire dessinait une pomme, d'où le nom de l'éolienne-: Apple Wind-», révèle Alain Burlot. Finalement, les performances aérodynamiques ont imposé des pales droites. En parallèle, il a fallu se retrousser les manches, au sens propre-: construction de maquettes (grâce au spécialiste du prototypage Pirus), essais, observation. Puis de nouvelles constructions de maquettes pour affiner les hypothèses. Les premières utilisaient des ailes d'avion dont les caractéristiques aérodynamiques étaient connues (coefficients de traînée, de portance, point de décrochage...). Le profil et l'angle d'incidence ont ensuite été optimisés. Surdimensionnés, les systèmes de fixation sont encore à améliorer pour gagner en rendement aérodynamique.

Le bruit couvert par le souffle du vent

En voulant installer, dans les années-1970, des énergies renouvelables dans un camp de vacances dont il avait la responsabilité, Alain Burlot avait écarté les éoliennes, trop bruyantes à l'époque. L'autodidacte a donc veillé tout particulièrement à ce point. La sienne supprime, selon lui, cette nuisance. L'axe étant vertical, les pâles ne cisaillent pas l'air et limitent le bruit à 5-dB, à 1,5-m. Le bruit d'Apple Wind serait ainsi couvert par le souffle du vent.

Pour étendre sa gamme à de plus fortes puissances (jusqu'à 100-kW), il reste à trouver les matériaux aptes à concilier recyclabilité et résistance aux contraintes. Nul doute que, avant de passer à l'industrialisation, d'autres prototypes viendront grossir les rangs des 62 mis au point jusqu'à aujourd'hui...

CINQ ÉTAPES DÉCISIVES

1. Une géométrie déterminante-: l'axe vertical - La hauteur d'une éolienne standard - à axe horizontal - doit être suffisante pour éviter que les pales ne touchent le sol. Ici, le choix d'un axe vertical résout d'emblée ce problème. Surtout, il permet à l'éolienne d'être omnidirectionnelle-: elle capte tous les vents, même lors de flux d'air tourbillonnants. Un avantage précieux en milieu urbain-! 2. Le 1er brevet-: un rotor à leviers - Apple Wind n'a pas de mât. Sa présence aurait perturbé l'écoulement d'air et réduit de 30-% le rendement. Pour s'en passer, un rotor spécialement conçu reprend les efforts dans une succession de bras de levier. 3. Le 2e brevet-: un profil inspiré des avions - Suivant le principe de la sustentation d'un avion, le profil aérodynamique crée une force par différence de pression entre les deux faces des pales. Sauf qu'au lieu de faire décoller l'éolienne, elle la fait tourner. 4. Un compromis-: le nombre de pales - La présence de trois pales optimise conjointement la fatigue, le rendement et le coût de l'installation. 5. La finition-: un angle d'incidence optimisé - D'elles-mêmes, les pales s'arrêtent de tourner dès que la vitesse du vent est trop forte (75,6-km/h)

CAP SUR LA FABRICATION EN SÉRIE

L'industrialisation d'Apple Wind est en vue. Celle du premier modèle (7-kW) devrait démarrer en septembre par de petites séries (dix à douze-unités par mois). La société Pirus, qui a fabriqué les maquettes, s'en chargera. En ce qui concerne l'accélération ultérieure de la cadence, les discussions débutent tout juste avec des industriels des composites. Et l'extension de la gamme est déjà programmée-: des éoliennes de 1-kW fin 2009, 30-kW en 2010 et 100-kW début 2011. Pour cette dernière puissance, Alain Burlot envisage un rotor à paliers magnétiques-: l'ajout d'un courant de Foucault ralentira l'éolienne si elle tourne trop vite pour la génératrice.

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