Une commande est arrivée ce mois-ci de la préfecture de Niigata : un Atlas et un jeu de pales. Chaque commande a une adresse, mais celle-ci part pour l’endroit que les Japonais appellent yukiguni, le pays de neige — la côte où, en hiver, l’air sibérien traverse la mer du Japon, se charge de la mer et la relâche sous forme de l’une des neiges les plus épaisses qui tombent là où vivent des hommes. C’est un endroit rude pour une machine et un très bon endroit pour une éolienne, et ces deux faits n’en font qu’un.
D’où vient le vent.
Niigata regarde vers le nord-ouest, par-delà la mer du Japon, vers le continent. En hiver, le régime de pressions sur l’Asie envoie un air froid et sec hors de Sibérie, par-dessus cette eau. La mer est plus chaude que l’air, si bien que l’air se charge d’humidité ; puis il rencontre les montagnes qui forment l’épine dorsale de Honshu, est forcé vers le haut et lâche prise. Le versant de Niigata reçoit la neige. Le versant de Tokyo, à un court trajet en train, reçoit le soleil.
Ce même schéma explique pourquoi le vent, ici, est un vent d’hiver. Le vent de nord-ouest arrive de la mer, régulier et fort, de décembre à février, précisément quand les jours sont les plus courts et qu’un panneau solaire sous un demi-mètre de neige ne produit rien du tout. Une maison de Niigata qui veut produire sa propre électricité tout l’hiver a besoin de quelque chose qui fonctionne dans le noir et dans le froid. C’est tout l’argument en faveur d’une éolienne à côté des panneaux, plutôt qu’à leur place.
Ce que vaut l’air froid.
Une éolienne ne produit pas de l’électricité à partir de la seule vitesse du vent. Elle la produit à partir de la masse d’air qui traverse le rotor, et l’air froid est plus lourd. Notre courbe de puissance publiée est donnée à la densité d’air standard de 1.225 kg/m³, soit le niveau de la mer à 15 °C. En janvier, la côte de Niigata est proche du niveau de la mer et proche du gel. À 0 °C, le même vent transporte environ 5% de masse de plus que ne le suppose la courbe ; à −5 °C, environ 7% de plus. Une rafale d’hiver qui afficherait 960 W sur la courbe à 12 m/s vaut un peu plus de 1 kW dans l’air de Niigata.
C’est un petit bonus, et nous préférons l’énoncer précisément plutôt que de le laisser grossir au fil des récits. Le point le plus important, c’est que le vent est là, tout simplement, dans les mois où l’on en a besoin, sur une côte où la mer maintient l’air en mouvement.
| Vitesse du vent | Publié, 15 °C | Même vent à 0 °C | Même vent à −5 °C |
|---|---|---|---|
| 8 m/s | 290 W | environ 305 W | environ 310 W |
| 12 m/s | 960 W | environ 1,010 W | environ 1,030 W |
| 15 m/s | 1.85 kW | environ 1.95 kW | environ 1.99 kW |
| 18 m/s | 2.15 kW | environ 2.27 kW | environ 2.31 kW |
Ce que la neige fait à une machine.
Le pays de neige mérite son nom. Les bourgs des collines de Niigata mesurent couramment leur neige d’hiver en mètres, pas en centimètres, et les maisons sont construites en conséquence : toits pentus, entrées surélevées, trottoirs chauffés dans les centres-villes. Une éolienne qui part là-bas doit elle aussi être construite pour cela.
L’Atlas est une machine à axe vertical. Il n’a pas à pivoter pour faire face à un vent qui fait le tour de la rose des vents pendant une tempête, et il n’a pas de gouvernail qui puisse se charger de glace. Ses bobinages portent une isolation de classe 200 °C (IEC 60317-13 GR 2), une marge thermique que la machine n’utilisera jamais à Niigata, mais qui dit quelque chose de la façon dont elle est fabriquée. Le corps est en aluminium, qui se moque du sel de la mer comme de l’eau de fonte du toit.
La réserve honnête concerne le démarrage. Nous publions une vitesse de démarrage de 2 m/s, et c’est un chiffre de beau temps. La graisse des roulements se raidit en refroidissant, et un matin calme et glacial demande plus de 2 m/s pour arracher le rotor à l’immobilité. À Niigata, cela compte à peine, car un matin calme sur cette côte en janvier est l’exception, mais nous préférons le dire plutôt que de laisser un propriétaire le découvrir.
La montagne prend la neige. La mer envoie le vent. Une maison entre les deux peut utiliser l’une et l’autre.
Le jeu de pales décide de l’hiver.
Un Atlas se commande comme un corps et un jeu de pales, et le jeu est la décision qui compte. Les pales pour vent faible fonctionnent de 2 à 20 m/s et doivent être démontées avant des vents soutenus supérieurs à 20 m/s. Les pales pour vent modéré fonctionnent de 4 à 25 m/s. Les pales pour vent fort fonctionnent de 5 à 35 m/s, sur six pales avec une surface balayée plus petite, et c’est à ce jeu qu’appartient le pic de 4.5 kW.
Sur une côte qui voit des tempêtes hivernales venues de la mer, le choix se fait entre les pales qui flattent la moyenne et les pales qui survivent à la tempête. Nous disons la même chose à chaque client : choisissez le jeu pour le pire vent que voit votre site, pas pour la moyenne, et laissez les jours calmes s’occuper d’eux-mêmes.
Du riz, de la neige et une palette venue d’Europe.
Niigata cultive plus de riz que toute autre préfecture du Japon, et les terrasses de la photographie en haut de cette page en sont la raison : la même neige qui ensevelit les villages en janvier fond dans les rizières en avril. C’est un paysage qui a toujours vécu de ce que le temps livre gratuitement. Une petite éolienne sur une maison, là-bas, n’est pas une nouveauté. C’est la même idée, avec du cuivre dedans.
L’Atlas et ses pales sont en cours d’emballage dans notre usine en Europe, chaque carton étiqueté individuellement, et ils traverseront eux-mêmes une bonne étendue de mer en chemin. Quand ils arriveront, le vent d’hiver sera déjà là à les attendre.
Pays de neige.
Vent d’hiver.
Atlas, en route.
Les valeurs de la courbe de puissance, la vitesse de démarrage de 2 m/s, les trois plages de pales, la puissance de crête du système de 4.5 kW, la classe de fil 200 °C (IEC 60317-13 GR 2) et l’étiquetage par unité sont nos propres spécifications publiées sur la page produit et peuvent y être consultées. Les valeurs d’air froid sont la loi des gaz parfaits appliquée à pression constante : l’air à 0 °C est environ 5.5% plus dense qu’à 15 °C, et à −5 °C environ 7.5% plus dense. La description du climat hivernal, des chutes de neige et de la production de riz de Niigata relève de la connaissance géographique générale. La commande n’est décrite que par préfecture et par produit ; aucun client, aucune adresse ni aucune installation n’est nommé ou montré. Photographies : rizières en terrasses de Hoshitoge, Tokamachi, par Fumihiko Ueno via Wikimedia Commons, CC BY 3.0, recadrée ; côte de Sasagawa Nagare, piste de ski de Yuzawa et matin de Minamiuonuma sous licence Adobe Stock ; la photographie de l’Atlas est la nôtre.