Une micro-éolienne pour l'éducation

Cet article a été mis à jour le vendredi 26 février 2021

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Pourquoi développer une micro-éolienne ?

L’autoconstruction d’une éolienne nécessite de nombreuses ressources. Du temps, mais aussi des matériaux rares et parfois coûteux comme par exemple des aimants néodymes, du cuivre et de la résine.

L’objectif est de transmettre des savoir-faire via la construction une petite machine, allégée, simple, robuste et durable, facilitant ainsi l’organisation de projet éducatif (relevant par exemple de l’Éducation au Développement Durable) en le rendant plus accessible au niveau financier.

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Dans le cadre d’un projet éducatif, si l’éolienne ne bénéficie pas d’un gisement éolien correct parce qu’elle est implantée à proximité d’un établissement scolaire situé en zone urbaine, alors il semble plus cohérent d’installer une machine de petite taille et moins coûteuse qu’une machine de taille moyenne et plus coûteuse, dont on sait qu’elle produira peu parce que mal exposée.

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En quoi la construction d’une éolienne intéresse-t-elle l’éducation ?

L’autoconstruction d’une éolienne permet d’acquérir de nombreuses compétences comme le travail du bois et du métal. Ce projet permet de découvrir l’électricité de manière théorique et pratique.

La fabrication de cette nouvelle machine nous a permis de découvrir la fabrication numérique, la numérisation des plans avec FreeCad et LibreCAD, l’impression 3D ou encore l’instrumentation avec Arduino. Ce type de projet permet également de travailler en équipe et d’initier une réflexion collective sur les questions liées à l’énergie.

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Quel est l’apport du numérique ?

La numérisation des plans permet de définir des cotes précises et fournir des plans au format numérique. L’impression 3D permet de prototyper rapidement des pièces et outils précis et rigides. Des plans ont été transmis à un atelier afin de faire découper des pièces métalliques spécifiques.

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Nous avons décliné le banc de mesures pour éolienne développé par Philippe DE CRAENE. Cette application permet de mesurer la vitesse de rotation de l’éolienne ainsi que des valeurs électriques.

IMG_20210215_185104.redimensionne.jpg, fév. 2021

Combien de machines avez vous fabriqué ?

Nous avons fabriqué 7 machines. Les premières machines s’inspiraient du projet d’éolienne expérimentale développé par l’association EolEcole.

Fabriquées en bois et initialement conçues pour être utilisées en atelier, les premières machines ne pouvaient être implantées durablement aux conditions atmosphériques (pluie …).

DSC_0255.resized.JPG, juin 2020

Les machines construites par la suite sont inspirées des éoliennes Piggott.

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Chaque machine a révèlé un potentiel d’améliorations et de simplifications. Au fil du temps, de nouvelles perspectives sont apparues. Comme par exemple l’idée d’aborder la production photovoltaïque au cours d’un projet éducatif, et de la coupler à la production d’une micro-éolienne.

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La machine située en dessous et à droite a été construite au cours d’un atelier libre. Elle est exposée à proximité d’une éolienne Piggott 1m20.

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Qu’est ce qui change avec cette dernière machine ?

Nous avons à nouveau identifié de nombreuses améliorations et simplifications à apporter. Elles portent principalement sur la géométrie du stator et des pales, l’amélioration du guidage des pales, la simplification de la nacelle, l’amélioration du bobinage, l’allègement des pièces ou encore la réduction des coûts.

Capture_du_2021-02-09_08-06-01.png, fév. 2021

Nous souhaitons également proposer des solutions afin que le mât, les ancrages et l’accastillage soient disponibles et abordables.

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Espérez-vous une augmentation de la production ?

L’objectif principal de cette machine est de faciliter les projets éducatifs et transmettre des savoir-faire.

Ne vous y trompez pas, la puissance de cette machine est d’une vingtaine de watt. Elle est adaptée à la charge d’une petite batterie. Nous testons plusieurs combinaisons de stators afin de proposer une solution qui nous semblera la plus cohérente.

Si votre objectif est de produire une certaine quantité d’énergie, n’hésitez pas à suivre un stage de construction d’une éolienne Piggott qui sera plus adaptée à votre projet.

DSC_0403.redimensionne.JPG, fév. 2021

Votre approche est-elle empirique ?

Pour cette machine, nous avons souhaité laisser moins de place au hasard. La numérisation des plans a permis de déterminer des cotes avec précision. Nous avons souhaité simuler à l’aide d’une feuille de calcul le bobinage avant la fabrication du stator, ce de manière à réduire les pertes électriques.

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L’outil n’est pas parfait, mais il nous a donné des orientations visant à réduire les pertes électriques et trouver un compromis. Nous validons les différentes options à l’aide d’un banc de mesures auto-construit.

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La construction de cette machine est-elle plus accessible ?

Un bricoleur averti peut se lancer seul dans l’aventure. Nous projetons de mettre à disposition un manuel et un kit contenant les matériaux nécessaires à la construction (aimants, cuivre, métal, visserie, bois, cuivre …). La mise à disposition de cet kit faciliterait l’organisation de ce type de projet par un établissement scolaire, association, organisme, particulier …

IMG_20210207_124044.redimensionne.jpg, fév. 2021

Et pour les bricoleurs “non avertis” ?

Nous proposerons prochainement un stage d’une durée de trois jours environ au cours duquel quatre participants auront la possibilité de construire cette micro-éolienne.

Le coût de ce stage (environ 90€ par stagiaire pour trois jours) permettra de couvrir les frais. L’un des participants pourra repartir avec l’éolienne, par exemple à l’issue d’un tirage au sort.

Nous n’excluons pas a possibilité pour un particulier ou un organisme (sponsoring) d’acquérir la machine (environ 150€) permettant d’alléger le coût du stage, de promouvoir l’éducation au développement durable (EDD) et de faciliter l’organisation de ce type de projet.

Vos propositions concernant le financement

Les ateliers proposés depuis un an sont gratuits afin de les rendre accessibles à tous. Ils ont été adaptés afin de réduire le poids de l’organisation (nourriture, préparation des repas, hébergement). Des dons ont permis de maintenir l’équilibre financier et de développer l’association. Si nous reconduisons stages plus longs au cours desquels seraient fabriqués des rockets stove, éolienne … la question du financement va revenir.

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CR de l'atelier participatif et AG

2020-ptiwatt-brainstorming.png, oct. 2020

L’association P’tiwatt remercie les participants à l’atelier organisé le 3 octobre 2020. Une proposition de compte-rendu est disponible ci-après. Nous espérons avoir été fidèles aux échanges et de les avoir correctement traduits. Si ce n’est le cas, n’hésitez pas à nous communiquer les modifications à apporter. 2020-ptiwatt-brainstorming.png, oct. 2020

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C/R rencontre n°4 : électricité en site isolé

atelier-pv-4.redimensionne.jpg, août 2020

Le samedi 29 août 2020, l’association P’TIWATT - APPER Porte de Normandie organisait un événement de sensibilisation sur le thème de l’autoconsommation électrique avec stockage :

  • électricité en site isolé, la fausse bonne solution ;
  • raccordement d’une éolienne et d’un capteur photovoltaïque à des batteries

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