Bonjour à tous, nous sommes 4 étudiants en seconde année de cycle préparatoire à Polytech Angers et allons vous présenter le projet réalisé pendant ces 6 derniers mois pour clôturer notre année.
Le sujet que nous avons choisi est la construction d’une mini-éolienne. Le but de ce projet est donc d’imaginer une conception d’une éolienne en respectant les conditions du cahier des charges et différentes contraintes. Parmi celle-ci se trouvent :
Tout d’abord nous avons dû choisir quel type d’éolienne nous correspondrait le mieux. En effet, il existe différentes formes d’éoliennes telles que les éoliennes à axe horizontal ou vertical. Nous avons donc décidé de nous focaliser sur les éoliennes à axe horizontal (modèle classique). En effet, étant le modèle éolien le plus utilisé dans le monde aussi bien au niveau domestique qu’à grande échelle, les données et les études en accès libre au sujet de ce type d’éolienne étaient bien plus nombreuses.
Après recherches, il nous est impossible de réussir à proposer une éolienne avec une puissance de sortie de 900 W ne dépassant pas les 100€ comme demandé dans le cahier des charges. En effet, nous nous sommes renseignés à plusieurs professeurs de Polytech spécialisés dans ce domaine et dans tous les cas, un moteur avec cette puissance de sortie coûte dans tous les cas une centaine d’euros et il est difficile de trouver des alternatives moins chères.
Nous avons donc choisi de faire un compromis et donc de proposer 2 éoliennes différentes afin que l’entreprise ait le choix. La grosse différence entre ces 2 éoliennes se trouve au niveau du prix et de la puissance de sortie, l’une est plus chère mais respecte la puissance demandée dans le cahier des charges, tandis que l’autre respecte le prix de 100€ mais a une puissance de sortie nettement inférieure. Au niveau des pales, moyeu et couvre moyeu, nous avons gardé les mêmes pièces pour les 2 éoliennes.
Notre travail :
La première étape de notre projet a été de réaliser une étude dimensionnelle d’une mini-éolienne.
Voici les différents éléments de notre étude :
Les pales (idem pour les 2 éoliennes)
Nombre : 3 car nombre impair pour assurer la stabilité
Longueur : 50cm car Angers puissance de vent faible + contrainte du mat respectée
Profil : profil traditionnel des pales d’éoliennes : courbées sur un côté et plates de l’autre.
Matériau : plastique car inertie faible + peu cher à réaliser (impression 3D)
Le moyeu et le couvre moyeu (idem pour les 2 éoliennes)
Dimensions : 12 cm de diamètre et 3 cm de profondeur
Matériau : plastique car peu cher et facile de réalisation sur mesure (impression 3D)
Le mât (idem pour les 2 éoliennes)
Structure : en treillis car travaille à la compression donc les gros poids ne posent pas de soucis (donc marche pour les 2 éoliennes) et très économique
Composants :
Matériau : acier car résistant
Dimensions :
La nacelle
Matériau : plastique car sur mesure (impression 3D) et résistant (extérieur)
Dimensions mini éolienne 1 : 30x25x20 cm de hauteur (pour abriter moteur, multiplicateur ainsi qu’une partie de l’arbre)
Dimensions mini éolienne 2 : 600x30x25 cm de hauteur
Les vis
Matériau : acier zingué car nous devons les utiliser sur du PVC ou pour fixer des huisseries.
Dimensions : Longueur 40 mm/ Diamètre 4 mm (têtes cylindriques)
La deuxième étape a été de choisir les différents éléments mécaniques en fonction de notre étude. Ainsi, les différents éléments que nous avons choisi sont :
Le moteur
Moteur mini-éolienne n°1 (contrainte prix respectée)
Moteur mini-éolienne n°2 (contrainte puissance respectée)
Le système poulie-courroie
Le système poulie-courroie est composé successivement d’une poulie de 125mm de diamètre primitif, une de 20mm, une de 100mm et une dernière de 20. Il permet d’atteindre un rapport de transmission de 14. On utilisera deux courroies trapézoïdales, ce qui permettra d’éviter les pertes de couples liées aux courroies plates.
Enfin, la dernière étape a été la conception CAO de notre projet des ces 2 mini-éoliennes :
Mini éolienne n°1 :
Mini éolienne n°2 :
Conclusion
Ce travail d’équipe nous a apporté énormément de connaissances et de nouvelles compétences (aérodynamique, conception assistée par ordinateur, mécanique des fluides…). Ces compétences ne sont pas négligeables car ces dernières pourront être très utiles pour nos années à venir. De plus, le fait de travailler entre élèves et équipe, et de notre propre gré est beaucoup plus motivant pour l’avancement de notre travail. Ainsi ce fut une expérience captivante et enrichissante.
Projet réalisé par une équipe de PEIP2 : Emma Le Franc, Julian Ledaim, Capucine Sauve et Camille Jean
