Mini éolienne à axe vertical en milieu urbain

Reçues : Il s'agit de toutes les innovations proposées à Team for the Planet par l'intermédiaire du formulaire de soumission des innovations.

La Theolienne est une mini-éolienne à axe vertical (VAWT) d'environ 6 mètres de hauteur, conçue pour être installée sur les toits plats des bâtiments en milieu urbain et périurbain. Elle produit de l'électricité là où elle est consommée, en complément du réseau (et éventuellement en secours lors de coupures). Fonctionnement accessible : • Le vent pousse des pales équipées de volets « clapets » à pivot horizontal. • Côté poussée : les volets restent fermés — grande surface face au vent (coefficient de traînée Cx élevé) → couple moteur. • Côté remontée au vent : le vent soulève les volets (la gravité les referme ensuite) — surface exposée réduite → frein fortement diminué. • Contrairement à une Savonius classique ou hélicoïdale, la machine module donc activement sa traînée sans électronique critique pour l'ouverture. Architecture (prototype échelle 1) : • Chassis / structure légère (dont disques Dibond). • Bloc central à volets. • Bloc « turbo » à bras et pales à clapets. • Matériaux standards : métal, Dibond, polycarbonate, roulements courants. Pertinence climatique : • Chaque kWh produit sur site évite un kWh du réseau (souvent encore carboné) → tonnes de CO₂e évitables, mesurables. • Production locale : pas de pertes d'acheminement (~10 % sur le réseau) ni d'emprise au sol agricole (toits déjà artificialisés). • Rendement supérieur à la Savonius hélicoïdale → plus de kWh par machine à investissement comparable → plus de GES évités pour un même CAPEX, et moins de matériaux pour un même service énergétique. • Déploiement possible à très grande échelle (millions de toits plats dans le monde) → potentiel d'impact multi-MtCO₂e/an. • Low / mid-tech, sans terres rares, réplicable par des TPE/PME dans tous les pays — compatible avec une diffusion large (licences / esprit open).

Le secteur d’activité
Energie
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Date de soumission 26 juillet 2026 Lieu de développement 24 boulevard du Grand Cerf, Poitiers, France

Le projet en détails

NB : cette fiche est intégralement remplie par les personnes proposant l’innovation.

Quel est le problème résolu ?

Problème environnemental (climat / énergie) : • L'électricité consommée en milieu urbain reste encore largement carbonée lorsqu'elle est fournie par le réseau (mix moyen). • Produire loin des lieux de consommation impose un acheminement coûteux et énergivore : pertes de puissance d'environ 10 %, infrastructures de transport lourdes (CAPEX, maintenance, occupation de l'espace public). • Les toits plats — gisement immense (ZI, ZA, ZC, HLM, bâtiments publics, agricoles, etc.) — sont sous-exploités pour la production d'électricité locale décarbonée. Problème industriel / technique : • Les éoliennes à axe horizontal (HAWT) ne sont en pratique pas implantables sur les toits urbains (socle trop lourd, envergure trop grande, acceptabilité). • Les éoliennes à axe vertical (VAWT), seules réalistes en toiture, souffrent d'un rendement plus faible que les HAWT — notamment à cause du frein aérodynamique à la remontée au vent (ex. Savonius hélicoïdale, Cp ≈ 0,20–0,22). • Il manque une solution VAWT urbaine à meilleur rendement, fabricable simplement (low-tech, TPE/PME), sans terres rares ni complexité high-tech, pour massifier l'autoconsommation verte sur les bâtiments. En résumé : la Theolienne s'attaque au déficit de production électrique décentralisée et décarbonée en ville, en levant le verrou du faible rendement des VAWT de toiture — pour réduire les GES, les pertes réseau et la dépendance aux prix du marché, tout en utilisant un patrimoine bâti déjà artificialisé.

Comment est-il résolu ?

Problème : en ville, les éoliennes à axe horizontal (HAWT) sont peu implantables sur les toits (socle trop lourd, envergure trop grande). Les VAWT sont adaptées, mais leur rendement est inférieur — notamment à cause du frein aérodynamique lorsque la pale remonte face au vent. Les toits plats restent sous-exploités alors que l'électricité urbaine est encore largement carbonée. Solution technique Theolienne : • Principe de traînée différentielle « active » (paradigme VAWT à traînée modulée), et non passive comme une Savonius. • Volets clapets à pivot horizontal : - fermés en poussée → Cx élevé (~1,2) ; - semi-ouverts / soulevés en remontée → Cx fortement réduit (~0,25). • Résultat estimé : coefficient de puissance Cp ≈ 0,28–0,33 contre ≈ 0,20–0,22 pour une Savonius hélicoïdale (+30 à +50 % de rendement). • Mécanique fiable : pivot + gravité, pas d'électronique critique pour l'ouverture ; maintenance accessible aux artisans locaux. • Conséquence économique : plus d'énergie par machine → kWh amorti plus vite → ROI supérieur pour entreprises et collectivités.

En quoi cette solution est-elle différente ?

• Rendement : Cp estimé 0,28–0,33 vs 0,20–0,22 (Savonius hélicoïdale) — soit +30 à +50 %. • Mécanisme unique : volets clapets (traînée active) vs pales passives. • Low-tech maîtrisé : pas de terres rares, pas d'électronique critique pour l'ouverture, matériaux « sur étagère », assemblage type atelier / « IKEA » (sans soudure ni pièces exotiques). • Réplicabilité mondiale par TPE/PME — architecture modulaire (chassis / central / turbo), déploiement possible en licence / diffusion large (aligné TFTP). • Implantation toits plats ~6 m : sans emprise agricole, acceptabilité sociale élevée, production au plus près de la consommation. • ROI : plus de kWh/an à CAPEX comparable ; valorisation en autoconsommation au prix de l'électricité achetée. • Externalités réduites : moins de machines/matériaux pour un même service ; bruit limité (basse vitesse) ; éléments démontables et recyclables (dont Dibond). • Preuve de concept : prototype réel échelle 1 + partenariat ENSI Poitiers + simulation comparative (passage prévu aux mesures terrain).