Dans plusieurs régions françaises, les vents sont suffisamment réguliers pour permettre la production d'électricité grâce aux éoliennes.
Une éolienne récupère une partie de l'énergie cinétique du vent. Cette énergie met les pales en mouvement. Un alternateur transforme ensuite ce mouvement en énergie électrique.
L'objectif de cette activité est de comprendre comment l'énergie du vent peut être convertie en électricité et d'étudier l'efficacité de cette conversion.
📖 Document 1 – Chaîne énergétique d'une éolienne
Énergie cinétique du vent (MWh)
Énergie mécanique produite (MWh)
Énergie électrique produite (MWh)
17 530
10 510
4 030
📖 Document 2 – Énergie cinétique du vent
L'énergie cinétique dépend de la masse de l'objet et de sa vitesse.
Ec = ½ × m × v²
avec :
Ec : énergie cinétique (J)
m : masse (kg)
v : vitesse (m/s)
Lorsque la vitesse augmente, l'énergie cinétique augmente très rapidement car la vitesse est élevée au carré.
✏ Questions interactives
1. On considère une masse d'air de 1 kg.
La vitesse du vent est de 3 m/s.
Calculer son énergie cinétique.
J
2. La vitesse du vent passe maintenant à 9 m/s.
Calculer la nouvelle énergie cinétique.
J
3. Lorsque la vitesse est multipliée par 3, l'énergie cinétique est :
4. Calculer le pourcentage d'énergie cinétique du vent transformée en énergie mécanique.
%
5. Compléter la chaîne énergétique d'une éolienne :
Énergie __________ du vent → Énergie __________ → Énergie __________
📌 À retenir
Le vent possède une énergie cinétique.
Une éolienne transforme une partie de cette énergie en énergie mécanique.
L'alternateur convertit ensuite cette énergie mécanique en énergie électrique.
L'énergie cinétique dépend fortement de la vitesse car celle-ci intervient au carré dans la formule.
Toute l'énergie du vent n'est pas convertie : une partie est dissipée dans l'environnement.