Les éoliennes inspirées par les ailes d'insectes sont 35% plus efficaces

Si toute la puissance provenant du vent qui passe une hélice aurait été extraite comme énergie utile, la vitesse du vent tomberait à zéro qui évidement bloqueraient plus de vent à passer. Le flux réel est beaucoup plus compliqué et inclut entre autre la pression dynamique du vent et le contournement de l’hélice. En considérant le tous ces phénomènes on arrive à la limite de Betz qui a été e découvert en 1919.

Cette limite stipule que le maximum d’énergie qui est possible d’extrader du vent est de 16/27 ou 59,3%. C’est un limite théorétique et au mieux une hélice peut arriver à autour de 45% de rendement. Cependant, parce que le vent rarement souffle avec exactement la vitesse dont une hélice a été optimisée, il faut en réalité plutôt se contenter de 30%.

Le meilleur rendement est achevé quand les pales coupent le vent à un angle optimal qui varie avec la vitesse du vent et la rotation de l’hélice. Inspirés par de libellules, qui ont des ailes flexibles, des chercheurs ont essayé de concevoir des pales flexibles, tout en espérant qu’elles soient plus efficaces.

L’équipe a construit des prototypes d’hélices à petite échelle en trois styles de pales. L'un était complètement rigide, la deuxième assez souple et le troisième très flexible. Elles avaient toutes 3 pales, mais les flexibles étaient fabriqués avec un matériau souple appelé polyéthylène téréphtalate, alors que la version rigide était faite avec une résine synthétique rigide.

Dans les essais en soufflerie, les pales les plus flexibles se sont révélées trop flasques et n'ont pas produit autant de puissance que les rigide. Mais, les pales modérément souples étaient largement mieux, créant jusqu'à 35% plus de puissance.

Comparé avec des conceptions existantes il y a donc un potentielle d’amélioration considérable, au moins pour des petites hélices. L’équipe planifie déjà des prototypes de plus grandes tailles.