Avec ce guide, nous allons plonger dans le monde des éoliennes à axe vertical, et plus précisément dans le modèle Savonius, aussi appelé rotor Savonius. Ce guide complet t’accompagne pas à pas : l’histoire de ce design, ses usages possibles, les bases théoriques pour comprendre son fonctionnement, des conseils pour en fabriquer une toi-même, et même des repères si tu envisages d’en acheter une. À la fin, tu sauras exactement ce que vaut cette technologie et si elle peut correspondre à tes besoins.

H2 Histoire de l’éolienne Savonius

Le rotor Savonius a été inventé en 1924 par l’ingénieur finlandais Sigurd Savonius, puis breveté quelques années plus tard en 1929. L’idée est d’une simplicité étonnante : le vent s’engouffre dans deux demi-coques, ou « pales en godet », décalées l’une par rapport à l’autre, ce qui génère un mouvement de rotation. Ce système capte la force du vent par traînée, contrairement aux éoliennes horizontales qui utilisent principalement la portance.

Qu’est-ce qui rend ce modèle particulier ? Il fait partie de la famille des éoliennes à axe vertical, ce qui signifie qu’il est silencieux, qu’il commence à tourner même avec peu de vent, et qu’il n’a pas besoin d’être orienté face à la brise. Mais le vrai atout du Savonius, c’est son couple élevé dès le démarrage. C’est ce qui le rend parfait pour les usages où l’on a besoin de puissance à basse vitesse, comme pour pomper de l’eau ou charger des batteries lentement mais de façon continue.

Savonius pour le pompage de l’eau

Dans sa version d’origine, le rotor Savonius est particulièrement efficace pour le pompage mécanique de l’eau. Son couple puissant et sa faible vitesse de rotation en font un excellent choix pour entraîner directement une pompe, sans qu’il soit nécessaire d’ajouter un système mécanique complexe ou des composants électroniques.

Encore mieux : ce type d’installation est extrêmement simple et économique à construire. Il suffit de deux fûts métalliques de 200 litres, d’une butée à billes, d’un palier à billes, et d’une pompe basique. Et si tu aimes les projets faits maison, on a rédigé un guide technique complet pour t’aider à construire une pompe à eau éolienne à petit budget, entièrement à partir de matériaux simples.

Cela dit, cette configuration n’est pas adaptée à la production d’électricité. Le rotor tourne trop lentement. Pour atteindre une vitesse exploitable en génération électrique, il faudrait utiliser un multiplicateur de vitesse, avec un système d’engrenages ou de poulies. Mais cela ajoute de la complexité, des pertes mécaniques, et nuit à l’efficacité globale. Pour produire de l’électricité, ce montage n’est tout simplement pas le bon choix.

Pour la production d’électricité, c’est vers la version hélicoïdale du Savonius qu’il faut se tourner. Dans ce cas, les grandes pales en forme de godet sont remplacées par une turbine élancée et torsadée, qui ressemble plus à une sculpture qu’à une pièce mécanique.

Cette variante génère moins de couple, mais elle tourne bien plus vite, suffisamment vite, en réalité, pour se passer totalement de tout multiplicateur de vitesse. Et ça, c’est un vrai gain en simplicité comme en rendement.

À la fin, il est difficile de dire s’il s’agit d’un système d’énergie renouvelable ou d’une œuvre d’art cinétique. Peut-être bien les deux. Quoi qu’il en soit, cela prouve que performance technique et beauté du design ne sont pas incompatibles : elles peuvent aller de pair.

Savonius pour la propulsion électrique

Cela reste une application de niche, mais les turbines Savonius hélicoïdales sont en réalité très adaptées pour capter l’énergie du vent et l’envoyer vers des batteries qui alimentent un moteur électrique relié à une hélice. C’est une solution idéale pour faire avancer un bateau.

Dans ce montage, on utilise souvent plusieurs rotors Savonius, ce qui permet de limiter la dépendance à de grandes batteries. En mer, après tout, le vent ne manque généralement pas. Ce système peut fonctionner en mode hybride, en combinant l’éolien avec des panneaux solaires, ou, moins idéalement, avec un générateur de secours.

Un avantage important, c’est que les éoliennes peuvent continuer à recharger les batteries jour et nuit pendant que le bateau est au mouillage. Sur le long terme, cette approche permettrait de réduire significativement les émissions de CO₂ du transport maritime, qui dépend encore beaucoup trop du diesel et d’autres carburants polluants.

Savonius dans les dispositifs publicitaires

Tu as sûrement déjà vu ces panneaux publicitaires rotatifs devant les magasins ou les stations-service. Ce que tu ne sais peut-être pas, c’est que beaucoup d’entre eux utilisent une version simplifiée du rotor Savonius. L’objectif ici est purement visuel : attirer l’attention des passants. Et c’est tout.

J’ai rien contre le design malin, mais soyons francs : si on doit continuer à saturer l’espace public avec des pubs (et c’est déjà largement trop le cas), autant leur donner une utilité. Imagine si ces panneaux tournants produisaient réellement de l’électricité propre, au lieu de tourner pour rien, juste pour tenter de nous laver le cerveau avec de la pub inutile.

i quelqu’un veut se lancer dans ce créneau, libre à lui. Mais franchement ? Moins on voit de pub, mieux on se porte. C’est aussi simple que ça.

Savonius pour l’éclairage public

Les lampadaires solaires ? Oui, c’est un bon début. Plus propre que le charbon, moins risqué que le nucléaire. Mais il y a un gros problème : il n’y a pas de soleil la nuit. Ce qui implique une forte dépendance aux batteries. Et les batteries sont chères, gourmandes en ressources, et loin d’être durables.

Et voilà le contre-pied intelligent : le vent, lui, ne s’arrête pas quand le soleil se couche. Mieux encore, l’infrastructure est déjà là : le mât du candélabre. Il est suffisamment haut pour capter un bon flux d’air. Alors pourquoi ne pas l’exploiter ? Installer un rotor Savonius au sommet est simple, efficace, et ne demande aucune modification lourde.

Encore mieux : les rotors Savonius sont taillés pour ce type d’environnement. Ils supportent très bien les vents chaotiques et turbulents, comme ceux qu’on trouve en ville. Et s’ils sont placés près des routes principales ou des autoroutes, les camions qui passent créent un flux d’air supplémentaire qui fait tourner la turbine encore plus vite. C’est de l’énergie cinétique gratuite qui ne demande qu’à être utilisée.

Les candélabres LED modernes consomment très peu. Une petite éolienne suffit largement à couvrir leurs besoins. Il suffit d’ajouter un petit panneau solaire pour garantir un fonctionnement hybride, et on obtient un système capable de s’adapter à toutes les conditions, de jour comme de nuit.

Mais voici le vrai changement de paradigme : si la production dépasse la consommation, ce qui est tout à fait possible, l’énergie excédentaire peut être réinjectée dans le réseau. Ainsi, un système qui représentait une simple dépense devient soudain une source de revenus. L’éclairage public, qui pèse normalement sur les budgets municipaux, pourrait en réalité générer de l’argent.

Donc oui, il y a là une vraie idée de startup qui sommeille. Villes intelligentes, factures allégées, émissions réduites… et des candélabres alimentés directement par le vent. Il ne manque qu’une chose : quelqu’un pour le concrétiser.

Ventilation de toiture et aérateur Flettner : quand Savonius inspire l’air frais

Anton Flettner : du vent à la ventilation

Anton Flettner était un brillant ingénieur allemand du début du XXᵉ siècle, qui a collaboré avec nul autre que Sigurd Savonius. Tandis que Savonius se concentrait sur les turbines à axe vertical fonctionnant par traînée, Flettner explorait les moyens de capter le vent non seulement pour la propulsion, mais aussi pour la ventilation et la circulation de l’air.

Il est également célèbre pour le rotor Flettner : une voile cylindrique en rotation qui utilise l’effet Magnus pour propulser les navires. Mais c’est une autre histoire, sur laquelle on reviendra dans un guide dédié très bientôt.

Ce qui nous intéresse ici, c’est que Flettner s’est inspiré du rotor Savonius pour l’appliquer à un usage très concret : la ventilation.

L’aérateur Flettner : ventilation passive sans aucune électronique

L’aérateur Flettner, ou aérateur de toit Flettner, est un dispositif aussi simple que génial. Il utilise un rotor à axe vertical très proche du profil Savonius, mais au lieu de produire de l’électricité, il sert à faire circuler l’air. Lorsque le vent passe sur l’aérateur en rotation, il crée une zone de dépression à l’intérieur, ce qui permet d’extraire l’air chaud de l’espace situé en dessous. Comme par exemple l’intérieur d’un fourgon, d’un camion, d’un bateau, ou même d’une maison.

Ce système est entièrement passif. Aucun fil, aucune batterie, aucune électronique. Juste le vent qui fait son travail.

Et le résultat ? La température intérieure peut baisser de 10 à 15 °C (voire plus selon les conditions), sans recourir à aucune climatisation. C’est à la fois économique, confortable et sans maintenance. Par une chaude journée d’été, un aérateur Flettner sur le toit d’un van peut faire toute la différence entre un sauna ambulant et un espace de vie supportable.

Il est également utilisé dans les bâtiments pour la ventilation en toiture. En extrayant en continu l’air chaud, vicié ou humide, il améliore la qualité de l’air intérieur et réduit les risques de moisissures. Et tout cela sans consommer le moindre kilowatt.

Un peu de magie low-tech

L’aérateur Flettner est un parfait exemple de technologie simple qui fonctionne. Robuste, résistant aux intempéries, souvent fabriqué en aluminium ou en plastique traité anti-UV, il est utilisé depuis des décennies dans des environnements extrêmes, y compris sur des cargos ou dans des cabanes isolées.

Il est silencieux, s’autorégule, et ne nécessite aucun entretien, si ce n’est un petit nettoyage de temps en temps. Et contrairement aux ventilateurs électriques, il fonctionne jour et nuit dès qu’il y a un peu de vent.

Et sinon ?

• 100 % compatible avec l’architecture durable et les principes de la maison passive
• Réduit l’accumulation de chaleur dans les véhicules à l’arrêt, en particulier les fourgons de livraison, les vans aménagés et les ateliers mobiles
• Améliore le renouvellement de l’air dans les combles et les entrepôts
• Évite la surchauffe des camions et des bus à l’arrêt
• Totalement autonome, ce qui en fait une solution idéale pour les zones isolées et les usages hors réseau

En résumé, Anton Flettner a peut-être commencé par la propulsion éolienne, mais sa contribution à la ventilation passive reste toujours d’actualité — et plus pertinente que jamais.

Fonctionnement théorique d’une éolienne Savonius

L’éolienne Savonius fonctionne sur le principe de la traînée différentielle. La face convexe de la pale oppose moins de résistance au vent que la face concave. Cette différence de force de traînée génère un couple, qui provoque la rotation du rotor.

Un petit espace entre les deux demi-cylindres permet au vent de passer et réduit la résistance sur le côté opposé. Cela améliore la fluidité de rotation et augmente le rendement global. Pour obtenir de bonnes performances, l’écartement idéal entre les pales est d’environ un sixième du diamètre de la turbine.

Le schéma ci-dessous illustre le principe de la traînée différentielle. Le vent exerce une force de traînée définie par l’équation :

Fx = 0,5 × Cx × ρ × S × V²

Ce schéma permet de comprendre comment les forces asymétriques mettent le rotor en mouvement. Il ne prend cependant en compte que les forces aérodynamiques locales, sans refléter la production d’énergie globale.

Pour estimer la puissance théorique qu’une turbine Savonius pourrait extraire, les concepteurs utilisent souvent la formule générique de la puissance éolienne :

P = 0,5 × Cp × ρ × A × V³

Mais soyons clairs : c’est une formule générale qui s’applique à n’importe quelle éolienne. Elle théorise des conditions idéales et ne prend pas en compte la géométrie particulière d’un rotor Savonius hélicoïdal, qui génère des flux d’air complexes.

En pratique, calculer le rendement réel d’une éolienne Savonius hélicoïdale est extrêmement difficile sans modélisation 3D détaillée. Des résultats fiables exigent une simulation dans un logiciel de CAO comme Creo (anciennement Pro/ENGINEER) ou AutoCAD, souvent associée à une analyse CFD (mécanique des fluides numérique). Ce n’est qu’à ce stade qu’il est possible de prévoir l’impact des variations de design, comme la torsion des pales, le taux de recouvrement ou la hauteur, sur les performances.

En résumé : les calculs deviennent vite complexes. Mais la physique, elle, reste d’une élégante simplicité.

Construire une éolienne Savonius à axe vertical pour produire de l’électricité

Dans cette section 100% pratique, nous allons nous concentrer exclusivement sur une éolienne à axe vertical conçue pour produire de l’électricité. Si tu t’intéresses plutôt aux systèmes de pompage, tout ce qu’il te faut se trouve dans la section dédiée.

En conclusion

J’espère que ce guide t’a donné envie d’explorer le monde des éoliennes à axe vertical, en particulier le modèle Savonius. Encore mieux, j’espère qu’il t’a donné envie d’en construire une toi-même. Si tu passes à l’action, on serait ravi de voir des photos ou des vidéos de ton projet !

Et si jamais tu as besoin d’un coup de main technique, n’hésite pas à utiliser la section des commentaires un peu plus bas.

Ce guide est le fruit de nombreuses années d’expérience et il m’a demandé pas mal d’heures de rédaction. Alors si le cœur t’en dit, tu peux m’offrir un café sur Buy Me a Coffee, je ne dirai pas non 🙂 Ça m’aide à rester concentré et bien caféiné pour continuer à écrire de nouveaux guides !