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Le Panémone

Lequesne et Lefebvre, La Nature N°528 - 14 juillet 1883

Mis en ligne par Denis Blaizot le dimanche 20 mai 2012

De toutes les forces naturelles celle qui est la moins coûteuse et la plus également répartie, la force du vent, est aussi la plus négligée. En effet en dehors de la Hollande, on n’en trouve que des applications assez rares.

Pourquoi cette force est-elle si peu employée ? Ne serait-il pas possible et avantageux de l’asservir dans un grand nombre de cas ?

Telles sont les deux questions que nous nous sommes posées et que nous avons cherché à résoudre en nous inspirant à la fois de la théorie, de l’examen attentif des types existants, et des observations du praticien.

A la première question nous répondrons : 1° les anciens types classiques, avec maison sur pivot, seraient à présent d’une construction inabordable à cause du prix des énormes pièces de bois qui les composent ; 2° ces moteurs absorbent par frottement beaucoup de force ; des arbres de couche, en bois de 0,50m, 0,60m et plus de diamètre, roulant sur des coussinets de même nature, sous une forte charge, sont de véritables freins ; 3° l’orientation est pénible et réclame souvent la force d’un cheval ; 4° en cas de tempête ; replier la toile est une opération des plus périlleuses ; 5° le mode de réception du vent est vicieux, car la force est décomposée en deux forces dont une fait tourner le moulin et l’autre tend à le renverser.

Tous les moulins à arbre horizontal reposent sur les mêmes principes et présentent à des degrés divers les inconvénients signalés ci-dessus. Quant aux moulins à axe vertical, ils sont si rares et produisent si peu de force, en général, que nous n’y insisterons pas.

Telles sont suivant nous les causes du peu d’emploi d’une force aussi répandue que celle du vent, de l’air en mouvement.

La description d’un nouveau type de moulin que nous avons construit à Grand-Quevilly près Rouen, nous a paru devoir intéresser les lecteurs de La Nature.

Ce type n’a rien d’analogue avec les moulins connus. Il présente les avantages suivants : 1° l’axe est vertical et repose sur une pointe, ce qui nous assure du même coup un minimum de frottement et le bénéfice d’une orientation permanente ; 2° il utilise toute sa surface à produire du travail sans fatigue pour aucune partie de l’appareil ; 5° il peut produire une force quelconque, sans que les conditions de solidité et de facilité de construction soient compromises ; 4° il se gare automatiquement de la tempête.

Voici en quoi consiste l’appareil :

Une cage cylindrique, pouvant tourner sur son axe verticale, porte trente ailes en bois léger de 2m X 0,40m ; ces ailes peuvent pivoter sur leurs axes respectifs, qui forment comme les barreaux de cette cage ; chaque aile est d’ailleurs partagée par son axe en deux rectangles inégaux en largeur, dans le rapport de 1 à 2. A l’état de repos ces ailes présentent au vent leur épaisseur et par suite une surface presque nulle. Chaque aile MN (fig. 1) peut prendre en pivotant sur son axe A deux positions MN, M’N’, qui font entre elles un angle de 700 à ! droite et à gauche de la tangente TT’ d’une circonférence cc’ dont le centre coïnciderait avec le centre du moulin et qui passerait au point A. L’aile peut être maintenue en MN et M’N’ par les deux ressorts RR’ quand ils viennent au contact de l’arrêt B. ff’ est un fil de fer reliant cet arrêt à l’appareil de déclenchement (fig. 3). La figure 2 présente un groupe horizontale du Panémone montrant la disposition respective de chaque aile à un moment donné, Soit xy la direction du vent, vz le sens de la rotation, M une aile ; en la suivant pendant un tour complet, nous verrons quelles sont maintenant les deux positions qu’elle prend alternativement et sans choc pendant la rotation, recevant ce vent tantôt sur une face de 1 en 13 ; tantôt sur l’autre de 14 en 25 ; car l’aile n’est inactive que de 26 à 30, La projection de la surface exposée au vent et produisant un effet utile est alors représentée, pour un observateur regardant de loin l’appareil, le dos au vent, par le produit de la hauteur des ailes par les 9/10 du diamètre du Panémone,. cette surface considérable tient à ce que les ailes produisent un effet utile même en revenant contre le vent de 14 en 25 et de 1 en 6. C’est le principe qu’on applique dans la direction de la voile d’un navire. Celle-ci fait avec la direction du vent un angle variable, qui peut devenir très petit, quand on marche, comme disent les marins, « au plus près du vent ».

Nous avons dit que l’aile changeait de position dé 13 en 14 (fig. 2) sans choc ; il est utile d’insister sur ce point ; en effet à l’instant où chaque aile occupe la position 13, elle est dans sa partie ab soustraite à l’impulsion du vent par l’aile qui Occupe la 12e position ; le vent la frappant seulement en bc, elle s’ouvre, mais aussitôt emportée par la rotation du Panémone, elle arrive à sa position nouvelle à l’instant précis où elle est complètement masquée et par suite sans choc.

Quant aux arrêts ils sont commandés par des fils de fer aboutissant au centre du moulin où est disposé l’appareil qui dérobe automatiquement les ailes aux coups de la tempête.

Voici en quelques mots la disposition de cet organe (fig. 3). Une girouette AB, libre de tourner sur l’arbre du moulin et que le vent maintient dans une direction fixe, porte un plateau C articulé en D toujours opposé au vent. Vienne la tempête, le plateau C sous la pression du vent s’abaisse, les deux galets EE’ qu’il porte (dont un seul est visible sur la fig, 3), appuient sur la douille F libre de descendre le long de l’arbre, le déclenchement se fait par l’intermédiaire des fils de fer ff, et les ailes ne présentent plus au vent flue leur tranche. Que le vent se calme, un mouvement inverse se produit et bientôt le moulin se remet en marche.

Cet appareil répond aux objections que l’on fait d’ordinaire à ces moteurs.

Reste une objection inhérente à la force elle-même. C’est l’inconstance : l’industriel veut mettre en route, mais le vent chôme ; l’agriculteur ou le maraicher ont plus de vent qu’ils n’en veulent avant ou pendant les pluies ; mais quand la mare est à sec, quand les céréales et les légumes brûlent sur pied, pas de vent, pas d’eau. L’argument est aussi fort qu’il est net et ne souffre guère de réplique, On a essayé de réservoirs placés en hauteur qui seront en temps utile des magasins de force ou des sources fécondes ; mais une seconde objection s’est présentée : le moteur produit trop peu, pour que l’on puisse par l’emmagasinage obtenir une force régulière ou une réserve suffisante pour l’alimentation. Le peu de puissance, c’est là qu’est la difficulté. Il faudrait pouvoir obtenir une force considérable pour une vitesse moyenne du vent. La pratique a montré que les moulins gigantesques ne sont pas avantageux.

Ne peut-on pas cependant trouver une disposition d’organes qui permettra de proportionner dans tous les cas la surface du moteur aux effets à produire, exactement ce que fait le mécanicien qui proportionne la surface de chauffe à la quantité de vapeur qu’il veut obtenir dans l’unité de -temps ? Ne peut-on pas construire un moulin multiple, de force et de puissance illimitées, comme on construit une pile d’un nombre quelconque d’éléments et totaliser sur un même arbre de couche leur force individuelle ; comme on recueille sur une même. pile un courant puissant issu des différents éléments de a pile ?

La solution de ce problème, qui à première vue parait assez simple, présenterait de grandes difficultés avec les moulins généralement employés, tant pour les transmissions de force de l’un à l’autre qu’à cause de la nécessité de les disposer entre eux de manière à ne pas les masquer les uns par les autres, quelle que soit la direction du vent. Mais ces deux difficultés tombent comme d’elles-mêmes, en prenant pour élément le Panémone décrit plus haut et en donnant au moulin multiple la disposition suivante :

Soit ABCD (fig. 4), une vaste charpente circulaire analogue à celle qui constitue le support de gazomètres et dans chacun des intervalles abcd formés par les colonnes verticales un panémone-élément, il est évident que l’on peut facilement totaliser au centre du système la force de tous les éléments qui le constituent, on peut même établir plusieurs étages de systèmes semblables ou des groupes de systèmes et les réunir entre eux. Nous remarquerons que l’ensemble de ce moulin multiple est toujours orienté comme un élément et que le vent faisant, comme on sait, avec l’horizon un angle d’environ 15 degrés, agit même sur les éléments qui sont au second plan, en passant par-dessus ceux qui sont au premier plan.

Il nous parait donc aujourd’hui possible de construire des moteurs à vent d’une force illimitée, de dessécher de vastes marais, de submerger des vignes, d’élever dans d’immenses réservoirs, sur nos collines, l’eau des fleuves, de distribuer régulièrement à nos campagnes la fécondité, à nos villes l’eau, la force et la lumière.

Lequesneet Lefebvre