À l’ère actuelle des défis climatiques extrêmes, l’ingénierie éolienne en tant que discipline professionnelle gagne progressivement en importance. Ce domaine couvre un large éventail de domaines, de l’ingénierie structurelle à la météorologie, et vise à étudier l’impact du vent sur l’environnement naturel et artificiel, ainsi que les dommages et les avantages qu’il peut causer. Dans les applications d’ingénierie, les vents forts et extrêmes, en particulier les ouragans et les tornades, peuvent causer des dommages étendus, et le cœur de l’ingénierie éolienne réside dans la compréhension et la prévision humaines de ces forces éoliennes.
L’ingénierie éolienne est un domaine multidisciplinaire qui implique la météorologie, la mécanique des fluides et l’ingénierie structurelle, entre autres disciplines.
L’impact du vent ne se limite pas aux dommages structurels, mais inclut également l’impact du vent sur les systèmes de ventilation des bâtiments, le confort des piétons et la santé environnementale. En analysant la vitesse et la direction du vent, les ingénieurs peuvent prévoir les défis de conception et développer des normes de conception appropriées pour répondre à toutes les pressions du vent possibles.
Lors de la conception de grands bâtiments ou de ponts, les ingénieurs doivent tenir compte des charges de vent. Ces charges sont soumises au cisaillement du vent et doivent être prises en compte dans la conception pour répondre aux conditions climatiques locales. En général, la vitesse du vent de conception est déterminée sur la base de données historiques.
Les bâtiments doivent être conçus pour résister à des vitesses de vent extrêmes, en tenant souvent compte de périodes de rentrée de cinquante ans ou plus.
Pendant le processus de conception, les ingénieurs doivent utiliser des modèles et des outils professionnels pour calculer les charges de vent, notamment des modèles atmosphériques et des modèles de dynamique des fluides numérique.
Récemment, l’augmentation du nombre d’immeubles de grande hauteur a suscité des inquiétudes quant aux perturbations causées aux piétons par le vent, ce qui a conduit à l’élaboration de plusieurs normes de confort éolien pour les activités piétonnes. Ces critères sont basés sur différentes activités sociales, telles que la position assise longue, la position assise courte, la promenade et la marche rapide.
Pour les bâtiments aux géométries complexes, il devient nécessaire de mener des recherches sur le confort éolien des piétons.
Grâce à des expériences en soufflerie ou à des techniques plus modernes de dynamique des fluides numérique, les chercheurs peuvent simuler la vitesse du vent dans différents environnements afin de garantir le confort des piétons dans diverses zones. L’effet du vent variera en fonction du terrain autour du bâtiment et de la forme du bâtiment.
Dans le domaine de la production d’énergie éolienne, les caractéristiques changeantes du vent sont également cruciales pour les performances des groupes électrogènes. Les changements verticaux de la vitesse du vent entraîneront des différences de vitesse du vent à différentes hauteurs, ce qui affecte directement l'efficacité et le fonctionnement de l'éolienne.
Le changement progressif du vent peut produire un moment de flexion important pendant le fonctionnement de l'éolienne, ce qui a un impact important sur la stabilité de fonctionnement.
La conception globale doit prendre en compte les changements de vent et le coefficient maximal de variation de la vitesse du vent pour assurer la continuité et la stabilité de la production d’énergie éolienne.
Le développement de l’ingénierie éolienne n’est pas seulement une avancée scientifique et technologique, mais aussi une amélioration de notre qualité de vie. À mesure que la technologie de surveillance du changement climatique s’améliore, les prévisions précoces des ouragans et des tornades et les mesures correspondantes deviendront de plus en plus précises.
À l’avenir, la capacité à utiliser les technologies de prévision avancées et les outils d’ingénierie éolienne sera la clé pour que l’ensemble de la société puisse faire face aux ouragans et aux tornades.
Alors que nous sommes confrontés à des événements climatiques extrêmes de plus en plus fréquents, l’ingénierie éolienne n’est plus seulement un défi technique, mais aussi une ligne de défense pour protéger la vie et les biens. Ce faisant, nous devons nous demander : pouvons-nous utiliser l’ingénierie éolienne plus efficacement pour relever les défis futurs liés aux ouragans et aux tornades ?