Lorsqu’on regarde une éolienne tourner, rien ne laisse penser que l’air autour d’elle est à la fois ordonné et chaotique. Il est d’abord ordonné car les pales en rotation de l’éolienne induisent un sillage (il s’agit de la modification de l’écoulement due à la présence d’un obstacle). Ce sillage provoque un ralentissement de l’air et génère des tourbillons. Ces derniers sont générés à la racine et en bout de pale, à cause de la rencontre de la dépression d’un côté de la pale et de la surpression de l’autre.
Des maths dans le vent
Les tourbillons générés s’enroulent de façon hélicoïdale en aval du rotor à cause de la rotation des pales. Lorsque la vitesse de rotation est faible, ils restent stables longtemps et sont transportés sur de très longues distances. Si la vitesse augmente, les tourbillons commencent à interagir, à s’apparier, et finissent par se déstabiliser et se mélanger. Plus la vitesse est grande, plus vite et plus violente apparaît cette déstabilisation. À vitesse élevée, le « mélange de spaghettis arc-en-ciel », comme sur l’image du haut, représente en fait des tourbillons d’air de différentes tailles, formes et vitesses. C’est pourquoi on dit aussi que l’air est chaotique. Pour caractériser la « quantité de chaos », on utilise le nombre de Reynolds (voir FOCUS). Pour l’écoulement autour d’éoliennes dans l’atmosphère, le nombre de Reynolds peut dépasser dix millions ! À cette valeur, l’écoulement est donc très fortement turbulent.
