Énergie Éolienne

Le cours EOL4401 — Énergie Éolienne (UE4 « Énergie Éolienne & Hybride », unité d’enseignement de spécialité, semestre S4) présente la chaîne complète de conversion de l’énergie du vent en électricité : caractérisation statistique de la ressource, aérodynamique du rotor, génératrices et convertisseurs, intégration au réseau. Au Niger, la ressource éolienne est modeste au sud mais plus intéressante dans le nord et le centre (zones d’Agadez, de Tahoua, de l’Aïr) ; des projets de parcs éoliens et d’éoliennes de pompage sont étudiés, et l’éolien est surtout un complément du solaire dans les systèmes hybrides (cours SYH4402). Le technicien GEEL doit savoir exploiter une campagne de mesure du vent, estimer un productible, comprendre le fonctionnement électrique d’une éolienne moderne (MADA, synchrone à aimants, convertisseurs back-to-back) et les exigences de raccordement au réseau HTA (20/33 kV).

Objectifs d’apprentissage

• Comprendre la physique de la conversion de l’énergie cinétique du vent en électricité.
• Analyser les différents types d’éoliennes et leurs composants principaux.
• Dimensionner un parc éolien à partir des données de vent disponibles.
• Maîtriser l’intégration électrique des éoliennes au réseau de distribution.

Prérequis

Thermodynamique des EnR (THE3402) ; Machines Électriques 2 (MAE3302) ; Électronique de Puissance (ELP2202). Notions de statistiques (moyenne, histogramme) et de programmation Python élémentaire.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Ressource Éolienne
2. Leçon 2 — Aérodynamique et Mécanique
3. Leçon 3 — Génératrices et Conversion Électrique
4. Leçon 4 — Intégration Réseau et Règles

Travaux pratiques

• TP1 : Analyse de données de vent avec Python (distribution de Weibull) — leçon 1.
• TP2 : Simulation d’une éolienne MADA sous MATLAB/Simulink — leçon 3.
• TP3 : Dimensionnement simplifié d’un parc éolien de 10 MW — leçon 4.

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 16 h, TD 8 h, TP 10 h, travail personnel (TPE) 26 h, soit 60 h pour 3 crédits. Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TD, comptes rendus de TP, quiz) et examen terminal 60 % ; nature mixte.

Bibliographie

• T. Burton, N. Jenkins, D. Sharpe, E. Bossanyi, Wind Energy Handbook, Wiley.
• IRENA, Wind Power — Technology Brief (gratuit en ligne).
• J. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Rogers, Wind Energy Explained: Theory, Design and Application, Wiley.
• Global Wind Atlas (DTU / Banque mondiale), accessible aussi via le Global Atlas de l’IRENA.