Coup de vent sur la gare de Nantes
L’éolien urbain arrive sur le devant de la scène et bien qu'il existe encore beaucoup de freins à son développement en France, c'est un champ de recherche et d'amélioration très important. Et si le rôle du CSTB n’est pas de participer à son développement proprement dit, il se doit néanmoins de disposer de tous les moyens pour évaluer le "productible" de ce type d’installation afin de répondre aux demandes des maîtres d’ouvrage et des architectes. L’expertise développée par les équipes du CSTB s’appuie sur le triptyque suivant : détermination de la "quantité" (ou du potentiel) de vent d’un site précis à une ou plusieurs hauteurs, en prenant en compte l'environnement (relief et rugosité), calcul de la réponse des éoliennes face à un gisement éolien donné et, une fois ces deux paramètres bien déterminés, évaluation de la quantité annuelle d’énergie produite (ou "productible"), connu sous le sigle AEP (Annual Energy Production). "Nous travaillons dans le domaine de la climatologie depuis des années, souligne Maeva Sabre, du CSTB. Notre savoir-faire nous rend apte à calculer le potentiel éolien d’un endroit particulier à partir des données des stations météorologiques avoisinantes." Un modèle mathématique est utilisé pour que ces extrapolations tiennent également compte des effets des bâtiments présents à proximité du futur site d'implantation. En plus de cette prestation "numérique", la calibration en soufflerie climatique des performances des éoliennes permet de mesurer leur "réponse" – et l’énergie produite – selon de multiples configurations de vitesses et de charges de vents.
Des éoliennes dans la toiture de la future gare de Nantes
Plusieurs critères sont à prendre en compte pour implanter une éolienne en milieu urbain qu’elle soit à axe horizontal ou vertical. Celle-ci devra être installée sur un bâtiment situé perpendiculairement aux vents dominants et de préférence au niveau des zones de contournement qui engendrent une accélération de la vitesse de l’air. Il est également possible d’optimiser l’architecture du bâtiment pour en améliorer l’aérodynamisme et créer ainsi des zones de survitesse mises à profit pour augmenter la production d’énergie.
Les travaux réalisés sur la future gare de Nantes constituent un parfait exemple de cette compétence. "A la demande du cabinet d’architecture AREP, nous avons travaillé sur ce bâtiment construit à la place des deux gares actuelles, informe Christian Barré. Il sera situé au-dessus des voies, elles-mêmes orientées selon la direction des vents dominants." Particularité de cette construction ? Son toit. Il est conçu comme un immense parallélépipède de six mètres d’épaisseur à l’intérieur duquel seraient aménagés des "entonnoirs" dont le diamètre minimum situé à mi-largeur de la toiture serait d’environ deux mètres seulement. Les premières simulations numériques ont montré que ce dispositif permettait par effet Venturi de doubler la vitesse du vent au diamètre le plus petit et ainsi, de multiplier par huit l’énergie récupérée par une dizaine d’éoliennes positionnées au cœur de la toiture. Vents d’est, vents d’ouest : le moindre souffle d’Eole sur la nouvelle gare de Nantes pourrait bien se voir transformer en électricité.
