L’association de la pression atmosphérique, de la rotation de la Terre et de son relief, soutient des courants constants dans notre atmosphère. Ceux-ci, par leur présence favorisent des échanges thermiques entre les différents points du globe et modifient le bilan énergétique d’un lieu donné en véhiculant “chaleur sensible” et “chaleur latente”.
La formation des vents
L’énergie solaire est l’agent direct de l’énergie éolienne, en réchauffant l’atmosphère sur différents points du globe, elle crée des dissensions de pression atmosphérique entre les masses d’air; selon les écarts de températures atteints et les distances qui les séparent, ces masses d’air produisent un vent violent ou faible.
Par dilatation un air chaud perd de sa densité et donc devient plus léger: la pression baisse; et à l’inverse un air froid gagne en densité et devient plus lourd: la pression atmosphérique progresse.
Ces déséquilibres suscitent sans cesse des échanges d’air, d’échelles et de sens variés.
Même s’il n’est pas question de décrire l’organisation de la circulation des forces éoliennes dans l’atmosphère, l’on relèvera que la rotation de la terre réduit les échanges méridiens en déviant les courants et les fragmentant en bandes zonales au nombre de trois par hémisphère. Cela a pour effet d’organiser les mouvements de l’atmosphère sous la forme communément admise de cellules.
Concrètement l’on y retrouve des grandes tendances (climatiques) comme les vents dominants.
Les implications météorologiques
Plutôt que de poursuivre sur de grands principes globaux nous allons nous arrêter à deux situations locales: le littoral et la montagne.
Si l’on devait définir les éléments caractéristiques d’évaluation du bilan énergétique d’une zone géographique, l’on retiendrait les conditions; d’albédo, d’altitude, d’exposition et d’éloignement de l’équateur pour ne citer que celles-ci comme composantes sensibles.
Nous avons déjà vu que grâce au grand mouvement d’air (surtout ne pas oublier les courants marins, un exemple bien connu: le Gulf Stream) une certaine régulation climatique s’opérait entre ces différentes zones mais cela sans pour autant en effacer les dominantes individuelles.
Les régions du littoral
Les régions côtières sont un milieu de contact entre les arrivées d’air continentales et aquatiques. Les différences de température favorisent des pressions distinctes et engendrent des circulations d’air à l’échelle locale. Elles profitent tout particulièrement de l’affaiblissement des grands flux atmosphériques lors des embellies anticycloniques.
C’est sur le littoral que l’on retrouvera le plus fort potentiel d’exploitation de l’énergie éolienne.
Des variations thermiques discontinues entre le jour et la nuit engendrent une alternance entre brise de mer et brise de terre. La masse d’air fléchit le jour au contact d’une mer relativement fraîche alors que la terre supporte un air chaud et dilaté. Le vent souffle en direction du continent (la brise de mer).
Bien sûr le système s’inverse à la nuit tombée.
La mer restitue la chaleur emmagasinée durant la journée, l’air se réchauffe libérant un espace dans lequel s’engouffre la brise de terre.
Perturbations du relief et régions de montagne
Les chaînes de montagnes ont un impact local et en définissent souvent les limites climatiques, comme les Pyrénées entre l’Atlantique et la Méditerranée.
Freinant sur un versant l’arrivée des flux d’air, elles les accélèrent sur le versant opposé; cela donne généralement des vents violents, comme par exemple le Foehn des Alpes ou le Zonda des Andes.
Mais tout comme sur le littoral il existe grâce aux variations diurnes de température un système de brises; sommet et vallée exposés différemment au soleil se disputent air chaud et air froid.
En fait, l’ensoleillement du début de journée profite plus rapidement au sommet dont l’air se réchauffe plus vite qu’au creux de la vallée. La brise sera ascendante jusqu’à ce que les sommets se refroidissent; l’air “redevenu” froid descendra les versants (la brise descendante).
Un relief en empreinte de couloir peut quant à lui, conduire à canaliser une circulation de masse d’air; en France le Mistral en est un bon exemple, il débute par des dépressions localisées sur la Méditerranée et poursuit dans la vallée du Rhône.
L’énergie éolienne est l’une des premières énergies renouvelables adoptée par la civilisation humaine, en agriculture pour irriguer l’eau ou encore en navigation à voile.
Déconsidérée par l’ère industrielle cette énergie suscite à nouveau l’attention; il faut bien dire que près du quart du globe est exposé à des vents dépassants 5 mètres/seconde soit la valeur requise pour l’exploitation d’un gisement éolien.