La majeure partie de l'énergie d'un parc éolien provient du puissant flux d'air dans la basse atmosphère. Des chercheurs de l'Université de Twente ont calculé la hauteur idéale des éoliennes pour en tirer le meilleur parti.
Les éoliennes ne cessent de grandir. Les premières générations culminaient à peine à 50 mètres, tandis que les modèles actuels dépassent les 250 mètres de hauteur, avec des pales de rotor longues de plus de 100 mètres. Plus on monte, plus le vent souffle fort. En mer du Nord notamment, un flux d'air particulièrement puissant – appelé « jet à basse altitude » – circule entre 100 et 150 mètres. Les parcs éoliens peuvent grandement en bénéficier.
Des simulations sur un parc de 40 éoliennes, agencées en quatre rangées de dix, ont permis d'étudier l'impact de ce « jet stream ». Derrière chaque éolienne se forme un sillage, une zone de vent plus faible. Ce sillage exerce toutefois un effet d'aspiration sur le flux d'air puissant.
Lorsque le flux d'air puissant frappe perpendiculairement la première rangée, seule celle-ci en profite pleinement. En revanche, s'il passe au-dessus, le flux turbulent génère un effet d'aspiration derrière chaque éolienne, boostant la production de l'ensemble du parc. Si le jet circule sous les turbines, la pression négative dans le sillage aspire ce flux, assurant une énergie suffisante aux éoliennes en aval. « Sans cet effet, les turbines arrière produiraient beaucoup moins », explique le chercheur Richard Stevens.
Ces découvertes guident la conception des éoliennes et l'aménagement des parcs. D'autres facteurs entrent en jeu, comme les variations de direction des vents dues aux différences de température entre les couches d'air.
