Éolienne Piggott

Introduction

L’éolienne Piggott est un système de production d’énergie électrique basé sur la récupération de l’énergie du vent. Différents modèles sont possibles, pouvant aller de la production d’énergie pour éclairer une cabane jusqu’à permettre l’autonomie électrique d’un foyer.

La conception de cette éolienne, réalisée par l’écossais Hugues Piggott, a été pensée de manière à rendre sa fabrication accessible à tous et à toutes, à l’aide d’outils simples et accessibles financièrement. Elle a, de plus, bénéficié de plusieurs dizaines d’années d’apports et de modifications de la part des membres des différents réseaux qui se sont constitués autour de ce modèle, en France (Tripalium) et partout dans le monde (WindEmpowerment).

Orientée autoconsommation et posant la question de nos besoins énergétiques , ces petites éoliennes sont à la fois robustes et performantes.

Le Principe

Le principe de fonctionnement d’une éolienne Piggott est le suivant:

  • Le vent entraine 3 pales sculptées dans du bois et vernies. La géométrie particulière de ces pales, semblables aux ailes d’un avion, leur permet d’augmenter la vitesse de rotation de l’hélice.
  • Cette vitesse de rotation est transmise à deux disques en acier sur lesquels ont été collés des aimants, le plus souvent en néodyme, et parfois en ferrite : ce sont les rotors.
  • Ces aimants passent alors devant des bobines de cuivre émaillé, coulées dans la résine : c’est le stator. ET c’est ainsi que selon le principe physique d’induction électromagnétique  : si un objet qui conduit l’électricité (la bobine) passe dans un champ magnétique variable (l’aimant qui tourne), alors il produit de l’énergie électrique. 
  • Tout cette équipement est fixé sur une nacelle pivotante en acier, dotée d’un safran (gouvernail) qui permet à l’éolienne de s’orienter face au vent. Cette nacelle inclus une sécurité mécanique : en cas de vent trop violent, qui pourrait endommager l’éolienne et le circuit électrique, l’hélice pivote jusqu’à être quasiment parallèle au safran, et donc au vent. L’éolienne continue de produire, mais sa vitesse de rotation diminue, car elle n’est plus « face au vent ».
  • Les bobines sont ensuite câblées en triphasé et reliées par un câble qui descend le long du mât de 12m (ou plus si un permis a été déposé), jusqu’au sol et à l’installation électrique permettant de convertir le signal électrique pour pouvoir l’utiliser dans une installation domestique et le stocker.

L’éolienne commencera à produire à des vents de 3 m/s ( ~ 10 km/h, ou quand les petites branches des arbres commencent à se mettre en mouvement), et atteindra son pic de production à des vents de 10 m/s (36 km/h, ou quand les arbres penchent).

Avantages et Inconvénients

L’éolienne Piggott n’est pas une solution idéale pour l’autonomie électrique, il y a certains inconvénients techniques d’usage qui ne sont pas insurmontables mais doivent être connus. Mais également des avantages notables.

Avantages

  • Une grande complémentarité avec l’énergie solaire : le solaire produira plus l’été et en journée, l’éolien prendra le relais l’hiver et le soir.
  • De l’électricité auto produite, renouvelable (si on fait abstraction des terre rares dans les aimants)
  • Différentes tailles d’éoliennes (de 1m20 à 4m20 de diamètre d’hélice) pour différentes consommations (entre 200 et 2 000 W de puissance maximale fournie)
  • Une conception robuste (certaines éoliennes sont installées depuis plusieurs dizaines d’années, et tournent encore)
  • Un système de mise en sécurité contre les vents violents mécanique, donc simple et efficace (pas de pannes d’électroniques)
  • Un mât basculant pour faciliter la maintenance
  • Est suffisamment petit pour tuer moins d’oiseau que le pare brise de votre voiture.
  • Des stages riches en transmission de savoirs faire : travail du bois, du métal, moulages en résine, électricité, …

Inconvénients

  • Cher au kWh et contrairement au photovoltaïque ne bénéficie pas de prix de rachat subventionné à des prix plus élevés que ceux du marché.
  • Aimant néodyme et cuivre sont des matériaux rare et non renouvelable issu de l’extraction.
  • Maintenance régulière pendant une après midi (tous les ans).
  • Production intermittente (ne produit pas si pas de vent)
  • Nécessite des batteries pour stocker le surplus d’énergie si vous êtes en configuration site isolé.
  • Possible production d’infrasons lors de la vibration des pales.
  • Ne résiste pas à un ouragan. Il faut penser à la descendre en cas d’évènements météorologiques violents.

Sécurité

Une éolienne est une machine tournant à des vitesses relativement importantes, il est fortement déconseillé de mettre des échasses pour pouvoir mettre la main dedans ou bien de jouer trop proche de celle ci avec un cerf volant.

Lors de tempête annoncée avec de grosses rafales de vent, il est conseillé de descendre le mât de l’éolienne en amont pour éviter une potentielle chute sur une non moins potentielle tête ou abris. (Si le vent arrache des arbres centenaires ce n’est pas un mat acier qui fera le malin). 

L’éolienne produit de l’électricité donc tous les risques d’électrocution  et d’incendie liés à cette énergie sont bien réels et doivent être pris au sérieux (mais peuvent être réduits au minimum et évités). Les explosions de batteries ou les court-circuit malheureux sont un point de vigilance de plus à avoir.

Manuels de fabrication

Il est possible de commander le manuel de fabrication sur le site du réseau Tripalium : https://www.tripalium.org/manuel.

Il a été traduit du manuel original de Hugh Piggott (disponible en anglais ici), et est amélioré tous les deux ans avec les membre du réseau.

Un manuel de maintenance est aussi disponible en téléchargement libre sur le site de Tripalium, pour guider chaque pilote d’éolienne et lui faciliter sa maintenance.

Sources et ressources

Pour aller plus loin …

Galerie photo

Stage éolienne au Karnaval Humanitaire 2017
© A.Dufeil – Graines d’Images
Stage éolienne au Karnaval Humanitaire 2017
© A.Dufeil – Graines d’Images
Stage éolienne au Karnaval Humanitaire 2017
© A.Dufeil – Graines d’Images
Stage éolienne au Karnaval Humanitaire 2017
CC-BY-SA

Prochain stage

Fabrication d’une éolienne en 5 à 7 jours avec 8 à 15 participants
Coût du stage / personne : 400€
Prix du matériel : dépend du modèle
Nos prochains stages éolienne

Vidéo

Vidéo sur la construction d’une éolienne Piggott de 1m20, réalisée par le LowTechLab :