Bilan de l'étude bibliographique :

Depuis l'invention de l'éolienne Savonius, en 1924, de nombreuses études ont été menées afin d'améliorer ses performances . Ces études concernent aussi bien des modifications de la géométrie de l'éolienne que des aménagements autour de celle-ci (convergent, divergent, déflecteur...).
Nous nous proposons ici de récapituler quelques une des différentes études que nous avons pu rencontrer lors de  nos recherches bibliographiques.
   

- modification de la géométrie de l'éolienne :

Afin d'améliorer les performances de l'éolienne, certains scientifiques se sont intéressés à  de nouvelles formes de pales : pales semi-elliptiques, éolienne vrillée, espacements entre les pales diverses et variés et nombres de pales variables. Certes, toutes ces expériences ont permis d'améliorer le rendement, mais les résultats obtenus n'ont pas été à la hauteur des efforts fournis. En effet, dans le meilleur des cas, il est possible d'obtenir une augmentation de rendement de seulement 30%.
 

- couplage d'éoliennes : [34]

Des expériences réalisées en soufflerie par Taha K. Aldoss et Yousef  S.H.Najjar  ont mis en évidence qu'il était possible d'augmenter les performances de l'éolienne en la couplant avec une autre éolienne identique. Les meilleures performances sont obtenues avec la configuration suivante :
- les pales prenant le vent sont situées vers l'axe de symétrie de la soufflerie;
- l'espacement optimal entre les deux éoliennes par rapport à cet axe est tel que l/D=1.0
  où l représente la distance entre les centres des deux éoliennes et D le diamètre présenté au vent.

En effet dans ces conditions, avec une distance l suffisante, quand l'éolienne entre en mouvement, les pales motrices accélère le vent pénétrant entre les deux rotors et créent ainsi une zone de basse pression. Le débit d'air dans la région centrale est alors plus important, présentant ainsi plus d'énergie disponible pour les pales motrices. Le rendement est alors augmenté d'environ 20%.

- convergent, divergent, diffuseur :  [19], [20]

D'autres expériences ont porté sur des aménagements externes à l'éolienne.
Par exemple on étudie l'effet d'un convergent sur l'écoulement. L'expérience est réalisée en milieu non confiné. Dans ces conditions, il se crée un zone de dépression sur l'extrado, les lignes de courant contournent l'obstacle (cf figure1).


figure 1 : lignes de courant en présence d'un convergent
 

 

Si au contraire, on utilise un divergent, on observe  une concentration des lignes de courant à l'intérieur de celui-ci. L'énergie cinétique au niveau du divergent est donc augmentée (cf figure2).

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figure 2 : lignes de courant en présence d'un divergent
 

Il est important de noter que ces expériences ont été réalisées en absence d'éolienne. Il est donc difficile, dans ces conditions, de savoir si en plaçant l'éolienne au milieu du divergent, les performances de la machine seraient améliorées.

D'autres expériences consistent à placer la Savonius à l'intérieur d'un confinement. Ici, on concentre le vent sur la voilure, l'énergie cinétique disponible pour  l'éolienne est donc augmentée.

Cependant, tous ces aménagements ne sont intéressants que pour une direction de vent privilégiée et n'ont plus aucun intérêt dès que le vent change de direction ou de sens.
 

- déflecteur : [56], [19],[20]

Beaucoup d'études, numériques et expérimentales, ont été réalisées à ce sujet. Elles donnent les résultats les plus encourageants puisque certaines études ont réussi à obtenir des augmentations de rendement de plus de 100%.

Le déflecteur permet à la fois de diminuer la traînée au niveau de la pale remontant le vent et de diriger le vent vers la pale motrive. Ces performances sont encourageantes pour la suite de notre étude, à savoir l'intégration de l'éolienne dans le bâtiment.