L'énergie éolienne fait partie des technologies énergétiques qui évoluent le plus rapidement au monde. Ses partisans avancent que l'électricité générée par les éoliennes est propre et ne nuit pas à l'environnement. En revanche, ses détracteurs sont prompts à énumérer les désavantages de cette technologie, et plus particulièrement la pollution sonore. En raison du vrombissement constant émis par les éoliennes, les résidents ont demandé à ce qu'elles ne fonctionnent que partiellement. Un fonctionnement partiel est cependant synonyme de rendement réduit. Un groupe de chercheurs de l'institut Fraunhofer pour les machines-outils et les techniques de formage (IWU) a développé un système actif d'amortissement qui réduit les grincements.

L'équipe de l'IWU basée à Dresde (Allemagne) travaille en collaboration avec des chercheurs du Schirmer GmbH, l'ESM Energie- und Schwingungstechnik Mitsch GmbH et le professeur Ziegler sur ce projet, lequel est soutenu par la Fondation fédérale allemande de l'environnement (DBU).

D'après les chercheurs, le bruit provient du mouvement de l'hélice motorisée et des roues dentées, qui provoquent des vibrations dans la boîte de vitesses. «Les gens trouvent le vrombissement monotone des éoliennes particulièrement dérangeant, un peu comme le bruit des moustiques», explique André Illgen, chercheur à l'IWU.

Lorsque les turbines fonctionnent à charge partielle, elles tournent à une vitesse réduite, ce qui diminue le rendement électrique. Parmi les options visant à réduire le bruit figurent l'installation de davantage de systèmes d'amortissement passifs ou le remplacement de la boîte de vitesses. Cependant, les chercheurs expliquent que ces options pourraient mener à davantage de dépenses. Les systèmes d'amortissement passifs actuels ne sont pas très efficaces, notamment parce qu'ils n'absorbent le bruit qu'à une certaine fréquence.

Par ailleurs, étant donné que les convertisseurs d'énergie éolienne adaptent leur vitesse de rotation à la vitesse du vent pour assurer une puissance maximale, la fréquence du vrombissement évolue en fonction de la vitesse. Par conséquent, indépendamment des mesures appliquées, le vrombissement se répercutera dans les zones environnantes.

«Ces systèmes réagissent de manière autonome à tout changement de fréquence et (atténuent) le son, indépendamment de la vitesse des éoliennes», explique M. Illgen. Contrairement aux systèmes actuels, celui développé par l'équipe contient des actionneurs piézoélectriques, qui convertissent le courant électrique en un mouvement mécanique et produisent des «vibrations négatives».

Cet «anti-son» contrebalance les vibrations des turbines et les neutralisent, font remarquer les chercheurs. Les actionneurs sont attachés aux roulements de la boîte de vitesses qui la relie au pylône, explique l'équipe. Un système de capteurs intégrés assure l'adaptation des actionneurs aux fréquences des sons respectives. «Ils mesurent constamment les vibrations de la boîte de vitesses, et transmettent les résultats au système d'actionneurs de contrôle», déclare l'assistant de recherche.

La première phase du projet étant terminée, les chercheurs s'apprêtent à lancer les essais sur le terrain.

Pour de plus amples informations, consulter:

Institut Fraunhofer pour les machines-outils et les techniques de formage
http://www.iwu.fraunhofer.de