Des moulins à vent aux éoliennes : la même idée, 800 ans d'écart
Une éolienne moderne et un moulin à grain médiéval fonctionnent sur le même principe : l'air en mouvement fait tourner un axe. Ce qui a changé au cours d'un millénaire, c'est ce que cet axe était censé faire.
Les premiers moulins à vent remontent à environ 1 400 ans, à Sistan, une région à la frontière de l'Iran et de l'Afghanistan actuels, où des bâtisseurs du VIIe siècle ont érigé des moulins à axe vertical avec des pales en bois recouvertes de toile pour moudre le grain et puiser l'eau des puits. La conception s'est répandue vers l'ouest le long des routes commerciales au cours des siècles suivants — au XIe siècle, l'énergie éolienne était largement utilisée au Moyen-Orient, et les marchands et les croisés de retour sont crédités d'avoir introduit la technologie en Europe.
Les bâtisseurs européens ont considérablement modifié la conception. Plutôt que les moulins à axe vertical de Perse, ils ont développé des moulins à vent à axe horizontal avec les voiles rotatives désormais familières montées sur une tour ou un poteau, et les Néerlandais en particulier ont utilisé de grandes pompes éoliennes pour drainer les lacs et les marais à travers le delta du Rhin, récupérant des terres qui seraient autrement restées sous l'eau. Au XIVe siècle, les moulins à vent s'étaient répandus jusqu'en Russie, et moudre le grain avec un moulin actionné par le vent — plutôt que par une personne, un animal ou de l'eau courante — était devenu l'une des technologies les plus importantes du monde médiéval.
Un nouveau continent, une nouvelle forme
Lorsque les colons européens ont apporté la technologie des moulins à vent en Amérique du Nord, la conception a de nouveau changé pour s'adapter à un paysage différent. Au lieu d'un grand rotor sur un axe horizontal, les moulins américains utilisaient généralement de nombreuses pales courtes disposées autour d'un axe vertical, permettant au moulin de capter le vent venant de n'importe quelle direction — utile dans les plaines ouvertes et changeantes de l'Ouest américain, où des milliers de ces petits moulins ont été installés pour pomper l'eau pour les fermes et le bétail. Une percée commerciale est survenue dans les années 1850, lorsque Daniel Halladay et John Burnham ont construit un moulin à vent qui s'orientait automatiquement face au vent et régulait sa propre vitesse, rendant l'eau pompée par le vent considérablement plus pratique et fiable à travers la frontière.
Le passage du broyage du grain à la production d'énergie
Le virage vers l'électricité s'est produit à la fin du XIXe siècle, et il s'est produit presque simultanément à deux endroits. En Écosse, l'ingénieur électricien James Blyth a construit ce qui est généralement considéré comme le premier générateur d'électricité éolien. Aux États-Unis, l'inventeur Charles F. Brush a construit une machine beaucoup plus grande en 1887 et l'a installée en Ohio l'année suivante — un rotor de 17 mètres de diamètre, alimentant des batteries qui éclairaient sa propre maison, produisant environ 12 kilowatts. Cette machine, et celles qui l'ont suivie, expliquent pourquoi le mot a également changé : un moulin à vent qui moulait du grain est resté un moulin à vent, mais un moulin à vent construit pour produire de l'électricité a commencé à être appelé une éolienne. Le développement s'est poursuivi tout au long du XXe siècle — des pales en acier à la place du bois et du tissu, et en 1941, la première turbine conçue pour produire un mégawatt complet de puissance. Les crises pétrolières des années 1970 ont ensuite fait passer la technologie éolienne d'une activité de niche à un sujet d'investissement national sérieux, une trajectoire qui se poursuit plus ou moins sans interruption jusqu'aux très grandes éoliennes offshore installées aujourd'hui.
Raconté comme une histoire illustrée
Questions fréquentes
Les moulins à vent ont-ils été inventés en Europe ?
Non. Les premiers moulins à vent connus ont été construits vers le VIIe siècle à Sistan, à la frontière de l'Iran et de l'Afghanistan actuels, utilisant une conception à axe vertical pour moudre le grain et pomper l'eau. La technologie a atteint l'Europe des siècles plus tard, transportée le long des routes commerciales et par les croisés de retour, où les bâtisseurs l'ont repensée en moulins à axe horizontal que la plupart des gens imaginent aujourd'hui.
Quand les moulins à vent ont-ils commencé à produire de l'électricité ?
Le changement s'est produit à la fin des années 1880. L'ingénieur écossais James Blyth a construit un premier générateur éolien vers 1887, et l'inventeur américain Charles F. Brush a installé une plus grande machine de 17 mètres en Ohio en 1888 qui éclairait sa propre maison. C'est à cette période que le terme « éolienne » a commencé à remplacer « moulin à vent » pour les machines construites pour produire de l'électricité plutôt que pour moudre le grain.
Quelle est la différence entre un moulin à vent et une éolienne ?
Mécaniquement, les deux convertissent le mouvement du vent en un axe tournant — la physique fondamentale n'a pas changé. La différence est ce à quoi cet axe est connecté : l'axe d'un moulin à vent faisait traditionnellement tourner des meules ou une pompe à eau, tandis que l'axe d'une éolienne fait tourner un générateur électrique. Les turbines modernes sont également beaucoup plus grandes, avec des pales qui peuvent dépasser 100 mètres, comparées aux voiles en bois d'un moulin traditionnel.