L’éolienne Savonius est le modèle d’éolienne verticale le plus simple et le plus robuste jamais conçu. Composée de deux coquilles en S superposées, elle ressemble à un ancien yin-yang rotatif. Ce design élémentaire la rend idéale pour les projets DIY, l’apprentissage ou les sites avec très peu d’espace. Pour mieux comprendre où se situe la Savonius parmi les autres éoliennes verticales, consultez notre guide complet des éoliennes verticales.
Principe de fonctionnement de la Savonius
Contrairement à la plupart des machines rotatives, la Savonius ne fonctionne pas par portance aérodynamique mais par traînée. Son fonctionnement est extrêmement simple : une face convexe du rotor offre une grande résistance à l’écoulement du vent, tandis que l’autre face reçoit le vent de manière à réduire la traînée. Cette asymétrie crée un couple qui fait tourner le rotor en continu.
Dès que le vent souffle, la Savonius commence à tourner : même à très basse vitesse (1-2 m/s). C’est pourquoi on dit qu’elle démarre « toute seule ». Ce phénomène s’appelle l’automorçage.
Rendement : limites théoriques et pratiques
Le rendement de la Savonius est inférieur à celui d’autres modèles. Son coefficient de puissance (Cp) atteint au maximum 15 à 20 %, contre 35-45 % pour une Darrieus ou 45-48 % pour une horizontale. Cette limite vient de la nature même de la traînée : une partie importante de l’énergie du vent est « gaspillée » pour créer de la friction.
En pratique, cela signifie qu’une Savonius domestique de 1 kW génère environ 800-1 500 kWh par an dans un site avec vent moyen de 6 m/s. Comparée à une horizontale de même puissance (3 000-4 000 kWh/an), la production est divisée par 2 à 4.
Avantages majeurs
Le principal atout de la Savonius est sa simplicité absolue de construction. Les pales sont généralement des demi-tubes simples : aucune aérodynamique complexe ni profilage. Pour cette raison, elle se fcombinaison avec énergie solaire abrique facilement en DIY avec du tube acier et des tôles.
Elle est extrêmement robuste et résiste bien aux turbulences car elle n’a pas de vitesses de rotation critique ni de zones de décrochage aérodynamique. Un vent variant brutalement, des appels d’air turbulents : elle les absorbe sans fatigue structurelle.
Elle démarre à très faible vent (1-2 m/s) et ne nécessite aucun mécanisme d’orientation ou de pivot : elle accepte le vent de toutes les directions.
Le bruit qu’elle produit est généralement bas et diffus, car les vitesses de rotation sont modérées comparées à une horizontale. Ses niveaux sonores sont de 30-35 dB à 500 m.
Inconvénients sévères
Le rendement faible limite son utilité pour une production électrique significative. Un foyer qui compte sur une Savonius pour son autoconsommation sera déçu. Elle ne peut jamais alimenter plus de 10-20 % des besoins électriques d’une maison.
Son couple de démarrage est très bas : cela signifie qu’elle tourne facilement mais avec une puissance très limitée. Le multiplicateur et le générateur doivent être surdimensionnés pour compenser, ce qui augmente le coût et les pertes.
La plupart des Savonius commerciales coûtent 2 000-4 000 € pour 1-2 kW de puissance nominale, soit un prix au watt très élevé (1-2 €/W) comparé à une horizontale (0,5-1 €/W).
Cas d’usage optimaux
La Savonius brille dans des contextes très spécifiques :
- Projets éducatifs : Écoles, ateliers DIY : enseigner le principe des éoliennes sans complexité aérodynamique
- Petite charge (pompage, chauffage de fluide) : Au lieu de produire l’électricité, utiliser directement l’énergie mécanique de rotation
- Complémentarité en zones urbaines très turbulentes : Où une Darrieus ou horizontale ne fonctionnent pas bien
- Autoconstruction : Pour les amateurs de mécanique souhaitant fabriquer leur éolienne
Comparaison Savonius vs autres verticales
La Savonius peut être comparée à la Darrieus sur ces aspects :
| Paramètre | Savonius | Darrieus |
|---|---|---|
| Rendement (Cp) | 15-20 % | 35-45 % |
| Démarrage | Très bas (1-2 m/s) | 3-4 m/s |
| Complexité de fabr. | Très simple | Modérée (pales profilées) |
| Coût €/kW | 1 500-2 000 | 2 500-3 500 |
| Bruit | Bas (30-35 dB) | Modéré (35-40 dB) |
| Maintenance | Minimaliste | Lubrification régulière |
Installation et dimensionnement
Une Savonius s’installe sur un mât vertical simple, sans fondation complexe. La hauteur optimale se situe entre 5 et 10 m pour capter des vents moins perturbés. Contrairement à une horizontale, une Savonius placée à 5 m seulement peut fonctionner correctement car elle n’est pas sensible à la cisaillement vertical du vent.
Investissement typique pour une Savonius domestique 1-2 kW :
- Machine : 1 500-2 500 €
- Mât et installation : 500-1 200 €
- Électronique de puissance : 300-600 €
- Maintenance annuelle : 50-100 €
Réglementation
Une Savonius domestique est soumise aux mêmes réglementations qu’autres éoliennes en France : déclaration si hauteur > 12 m (ou puissance > 1 kW selon communes), distance aux voisins (500-1 000 m), respect du code de l’urbanisme.
Conclusion : pour qui la Savonius ?
La Savonius n’est PAS un bon choix pour quelqu’un qui cherche à réduire sa facture électrique par autoconsommation. Son faible rendement la rend économiquement peu attractive face à des panneaux solaires ou une Darrieus.
Elle est excellente pour des applications éducatives, des projets DIY passionnants ou des usages mécaniques directs (pompage, chauffage). Pour ceux qui apprécient la simplicité mécanique et l’apprentissage plutôt que la rentabilité pure, la Savonius reste une option charmante.
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