Rotor de Savonius

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Le rotor de Savonius est une éolienne à axe vertical. Elle a été inventée par l'ingénieur finlandais Sigurd Savonius en 1924 et a été brevetée en 1929.

 

Le fonctionnement du rotor de Savonius est basé sur un couple aérodynamique induit par la déflexion de l'écoulement sur les pales.

Conception[modifier | modifier le code]

Le type Savonius, constitué schématiquement de deux ou plusieurs godets demi-cylindriques légèrement désaxés présente un grand nombre d'avantages. Outre son faible encombrement, qui permet d’intégrer l’éolienne aux bâtiments sans en dénaturer l’esthétique, il est peu bruyant. Il démarre à de faibles vitesses de vent et présente un couple élevé quoique variant de façon sinusoïdale au cours de la rotation. L’accroissement important de la masse en fonction de la dimension rend l’éolienne de type Savonius peu adaptée à la production de masse dans un parc à éoliennes.

Principe du rotor de Savonius

Le modèle original a été conçu avec un espacement e entre les pales tel que \frac e D=\frac 1 3 (où D représente le diamètre du rotor). Mais il présente de meilleures performances pour une géométrie telle que \frac e D=\frac 1 6.


Savonius hélicoïdale[modifier | modifier le code]

Rotation d'une éolienne de type Savonius hélicoïdale

Ce type d'éolienne connait actuellement un fort développement, il utilise le principe de base de l'éolienne Savonius, mais au lieu d'avoir des godet droits, ceux ci sont vrillés hélicoïdalement autour de l'axe de rotation. Cela permet d'avoir une meilleure prise au vent, de façon continue, plutôt que par alternance lorsqu'un des godets est dans l'axe du vent. Ce type d'éolienne est de plus très compact par rapport à la surface au sol, puisque l'hélice est située le long de l'axe vertical, silencieuse et peut partir par des vents très faibles.

Pour toutes ces raisons, il est de plus en plus répandu dans l'architecture urbaine, éolienne directement sur les toits en Europe du Nord, éolienne sur poteaux d'éclairage, couplés à des panneaux solaires en Chine, ou de gratte-ciel à énergie positive, comme la Pearl River Tower de Canton, en Chine, ou bien encore le ferry à propulsion hybride, éolienne, photovoltaïque et diésel, Hornblower Hybrid de la baie de San Francisco, aux États-Unis d'Amérique.

Utilisation[modifier | modifier le code]

Taiwan 2009 JinGuaShi Historic Gold Mine Combined Darrieus Savonius Wind Turbines FRD 8638.jpg

On utilise l'éolienne Savonius pour des applications où l'on accorde plus d'importance au coût ou à la fiabilité qu'au rendement. Par exemple, la plupart des anémomètres sont des Savonius, car le rendement ne joue aucun rôle.

L'application la plus commune est le ventilateur Flettner, développé par l'ingénieur aéronautique allemand Anton Flettner dans les années 1920. Placé sur les toits des bus et des fourgonnettes, il en assure la ventilation et le refroidissement. Ce ventilateur utilise un rotor Savonius. Il est encore fabriqué par la société Flettner Ventilator Limited.

De petits rotors Savonius sont parfois utilisés à des fins publicitaires, la rotation attirant l'attention sur l'objet de la publicité. Les pales sont parfois décorées d'une animation à deux images.

Caractéristiques[modifier | modifier le code]

Les avantages et inconvénients de l'éolienne Savonius
Avantages Inconvénients
Peu encombrante : axe vertical Faible rendement
Peu bruyante Masse non négligeable
Démarre à de faibles vitesses de vent Couple non constant
Couple élevé au démarrage
Pas de contraintes sur la direction du vent
Esthétique

Il en existe de nombreuses variantes tant par la taille que par le modèle. Elles s'intègrent facilement dans le paysage, et peuvent être installées n'importe où grâce à leur axe vertical.

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