Brevet FR2976326A1 — publié le 20121214

Module de freinage pour dispositif de captage d'énergie éolien/hydrolien, procédé de freinage, installation de production d'énergie, support d'enregistrement et programme d'ordinateur correspondants. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des machine tournantes, ou dispositifs, de captage de l'énergie d'un courant de fluide, tel que les turbines, et plus particulièrement le domaine des éoliennes. Plus précisément, l'invention concerne les techniques de freinage, c'est-à-dire de limitation de vitesse de rotation des dispositifs de captage de l'énergie d'un courant de fluide, tel que les turbines ou les éoliennes. L'invention trouve notamment des applications dans le « petit éolien » encore appelé « éolien domestique » correspondant aux éoliennes ayant une surface balayée inférieure à 40m2 selon la norme internationale CEI 61400-2. De telles petites éoliennes présentent par exemple une puissance nominale inférieure ou égale à 100 kW (aux États-Unis) ou à 50 kW en Europe. En effet, en Angleterre, par exemple, l'organisation « Microgeneration Certification Scheme » (MCS), certifiant les technologies de microgénération utilisées pour produire de l'électricité ou de la chaleur à partie d'énergies renouvelables, définit la petite éolienne comme une éolienne dont la puissance est inférieure à 50 kW. En particulier, l'invention peut s'appliquer aux petites éoliennes à axe vertical. Toutefois, l'invention peut également trouver des applications dans d'autres systèmes de captage de l'énergie mettant en oeuvre des machines tournantes, par exemple des hydroliennes. 2. Art antérieur et inconvénients 2.1 Identification des limites des systèmes de régulation de vitesse actuels Il est connu d'utiliser des machines tournantes, du genre turbines ou éoliennes, afin de convertir en énergie mécanique et/ou électrique l'énergie d'un fluide en mouvement, tel que l'eau, l'air ou la vapeur. En particulier, il est connu d'employer des éoliennes comme moyens d'entraînement de dispositifs mécaniques ou électromécaniques du type alternateur. S'ils présentent d'indéniables avantages, notamment écologiques, de tels dispositifs connus peuvent toutefois souffrir de certains inconvénients dans leur mise en oeuvre. En effet, l'écoulement des courants de fluides naturels, et notamment du vent, étant sujet à des fluctuations relativement aléatoires, parfois rapides voire violentes, l'exploitation des gisements éoliens est généralement intermittente et souvent délicate. Des problèmes similaires se posent pour les hydroliennes. Afin de réguler le fonctionnement des machines tournantes, du genre turbines ou éoliennes en fonction de la force du fluide qui leur est appliqué, différents systèmes de régulation ont été proposés. Par exemple, dans le domaine de l'éolien, une régulation est mise en oeuvre par une modification de la voilure de l'éolienne ou encore par variation de la charge mécanique ou électrique associée à cette dernière. Les systèmes de régulation de l'art antérieur sont pour la plupart basés sur une modification mécanique de la configuration de la voilure et/ou de la charge de l'éolienne, ce qui requiert la mise en oeuvre de mécanismes additionnels relativement lourds, encombrants, coûteux et susceptibles de dégrader la fiabilité ainsi que les performances de la machine tournante. En outre, les procédés de régulation connus peuvent se révéler relativement imprécis, lents, voire instables, notamment lorsque l'éolienne est exposée à de fréquents changements de vent. Afin d'y remédier une technique de régulation de vitesse a été développée par le Demandeur, afin de permettre de dimensionner et d'exploiter efficacement des machines tournantes, par exemple, des éoliennes de type «petit éolien» utilisant des générateurs éoliens de faible puissance et de petites dimensions en présence de vents particulièrement perturbés et fluctuants, notamment en milieu urbain ou péri-urbain. Cette technique de régulation de vitesse vise à optimiser le rendement de l'éolienne et met notamment en oeuvre : - une étape d'observation de l'évolution de la vitesse de rotation de l'organe d' entraînement, - une étape d'évaluation de la dérivée seconde de cette évolution de la vitesse de rotation, et - une étape d'ajustement de la charge au cours de laquelle on adapte la charge en fonction de l'évaluation de la dérivée seconde. Une telle technique de régulation de vitesse est notamment décrite dans la demande de brevet français, non publiée, n°1150436 déposée le 19 janvier 2011 au nom du même Demandeur. Cependant, les inventeurs ont constaté que certains changements de vent peuvent parfois « échapper » au système de régulation mettant en oeuvre la technique de régulation précédemment décrite et conduire, selon les cas, à un freinage voire à un arrêt intempestif de l'éolienne, ou à un emballement de cette dernière. Quel que soit le cas, ces changements de vents entraînent une dégradation du rendement de l'éolienne. Cette observation est évidemment applicable à toute autre machine tournante fournissant de l'énergie mécanique et/ou électrique à partir d'un fluide en mouvement dont les fluctuations évoluent de manière relativement aléatoire. En effet, la technique de régulation de vitesse décrite dans la demande de brevet français n°1150436 susmentionnée, est basée sur l'observation que le maximum de la puissance générée varie au cube de la vitesse du vent et sur le fait qu'un rendement optimal est obtenu lorsque la puissance consommée est égale à la puissance générée. Ainsi, en cas de tempête ou encore en cas d'arrêt pour cause de maintenance, une variation brutale de la vitesse du vent (tempête) ou de la vitesse de rotation de l'éolienne (maintenance) induit des contraintes mécaniques très importantes sur la structure de la machine tournante. Les inventeurs ont donc identifié une nécessité de mise en oeuvre d'un freinage complémentaire du système de régulation en cas de changements intempestifs de la direction et/ou de la force du fluide ou encore pour une application de maintenance, afin de limiter les contraintes mécanique et l'usure en découlant. 2.2 Solutions de l'art antérieur dans le domaine des machines tournantes et inconvénients Dans le domaine particulier de l'éolien, la norme internationale CIE 61400-2 définit les exigences en matière de conception des petits aérogénérateurs. Ces exigences portent notamment sur les méthodologies de conception, les essais, les systèmes électriques, les structures de support, les exigences en matière de documentation et le marquage des éoliennes. Au regard des systèmes de freinage ou encore de protection d'arrêt, la norme ne définit pas d'exigences pour des petits aérogénérateurs dont la surface de balayage est inférieure à 40m2. Les solutions de freinage connues dans le domaine des machines tournantes convertissant en énergie mécanique et/ou électrique l'énergie d'un fluide en mouvement à petits aérogénérateurs, mettent généralement en oeuvre des moyens mécaniques additionnels. Par exemple, un freinage par friction de l'arbre de rotation, ou un dispositif permettant de diminuer la voilure de la machine est mis en oeuvre. Pour une éolienne, en particulier une « petite éolienne », la diminution de la voilure, est par exemple mise en oeuvre par une « mise en berne » de la pâle ou par déplacement du gouvernail de sorte à être mis en parallèle aux pâles, ce qui provoque une diminution de l'aérodynamique de l'ensemble éolien et un couple moteur faible. Ces dispositifs mécaniques additionnels présentent cependant l'inconvénient de générer une usure supplémentaire. En effet, la friction ou la modification de la configuration de voilure provoquent une fragilisation entraînant une diminution de la durée de vie de la machine tournante, et nécessitant des actions de maintenance supplémentaires. 3. Objectifs de l'invention Il existe donc un besoin d'une nouvelle solution de freinage en cas de tempête ou pour des actions de maintenance, permettant de diminuer efficacement, et de façon adaptée aux besoins, la vitesse de rotation de la machine tournante de captage d'énergie tout en conservant une durée de vie optimale de celle-ci. Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution de freinage qui soit simple et économe à mettre en oeuvre et à exploiter. Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution de freinage autonome sans ajout de dispositifs mécaniques supplémentaires nécessitant des opérations supplémentaires de maintenance. Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution de freinage adaptable à des machines tournantes de captage d'énergie, convertissant en énergie mécanique et/ou électrique l'énergie d'un fluide en mouvement, existantes. Un autre objectif est de fournir une solution de freinage permettant un freinage rapide, stable et précis. Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution de freinage qui limite le dimensionnement de la génératrice, tout en limitant l'élévation de température générée par le freinage. Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution de freinage performante, et particulièrement bien adaptée au « petit éolien », en évitant notamment tout surdimensionnement superflu des éléments qui constituent une machine tournante. Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution de freinage permettant un freinage efficace quelle que soit la position géographique de la 30 machine tournante de captage d'énergie, en particulier pour un site isolé. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite sont atteints à l'aide d'un module de freinage d'un dispositif de captage d'énergie comprenant au moins un organe d'entraînement rotatif destiné à être entraîné, selon un couple moteur CM, par un courant de fluide afin de délivrer, par l'intermédiaire d'une génératrice comprenant un ensemble de bobines et d'aimants, de l'énergie à une charge qui lui est appliquée, Selon l'invention, un tel module de freinage il comprend : - des moyens de production d'un couple résistif CR électrique dont la valeur est sensiblement supérieure au couple moteur CM mécanique, - des moyens d'activation permettant de connecter la génératrice auxdits moyens de production d'un couple résistif CR. Ainsi, il est possible de ralentir rapidement et efficacement la vitesse de rotation de la machine tournante sans mettre en oeuvre des moyens mécaniques supplémentaires, ce qui permet de limiter l'usure de la machine tournante au regard de l'usure relative à la mise en oeuvre d'un freinage mécanique. Cette solution permet donc de ne pas altérer par freinage la durée de vie de la machine tournante de captage d'énergie tout en réduisant les actes de maintenance additionnels liés à un système de freinage par friction. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de production d'un couple résistif CR électrique comprennent des moyens d'injection d'un courant continu aux bornes de la génératrice. Avantageusement, selon ce mode de réalisation, les moyens d'activation permettent en outre de déconnecter la charge. Selon un autre mode de réalisation, les moyens de production d'un couple résistif CR électrique comprennent un circuit électrique résistif comprenant au moins une résistance, de sorte à permettre le freinage d'un dispositif de captage d'énergie installé en site isolé. Ce mode de réalisation permet en effet de s'affranchir des moyens 30 d'injection de courant continu afin de fournir une solution adaptée à une position géographique isolée de la machine tournante de captage d'énergie non raccordée au réseau électrique. Selon une première variante de ce mode de réalisation, le circuit électrique résistif met en oeuvre un couplage en étoile des bobines de la génératrice, de sorte à permettre le freinage d'un dispositif de captage d'énergie installé en site isolé. Dans ce cas, un tel circuit électrique est connecté en sortie d'un module de conversion de tension alternative (délivrée par la génératrice) en tension continue. Un tel circuit résistif de freinage est donc alimenté en tension continue. Selon une deuxième variante de ce mode de réalisation, le circuit électrique résistif met en oeuvre un couplage en triangle des bobines de la génératrice, de sorte à permettre le freinage d'un dispositif de captage d'énergie installé en site isolé. Dans ce cas, un tel circuit électrique est connecté directement à la génératrice, et est donc alimenté en tension alternative. Un tel montage permet avantageusement de limiter le dimensionnement de la génératrice au regard du montage mettant en oeuvre un couplage en étoile. Avantageusement, le module de freinage selon l'invention comprend en outre des moyens de détection d'un évènement modifiant le fonctionnement de production d'énergie et nécessitant un freinage. En particulier, les moyens de détection comprennent des moyens de mesure de la vitesse dudit courant de fluide. Avantageusement, lorsque ladite vitesse de fluide et/ou la variation de ladite vitesse dépasse un seuil prédéterminé, lesdits moyens de détection déclenchent automatiquement lesdits moyens d'activation. Cette particularité permet notamment d'activer automatiquement la connexion de la génératrice aux moyens de production d'un couple résistif CR Selon une autre variante, les moyens de détection comprennent un bouton permettant d'agir manuellement sur les moyens d'activation. Cette variante permet notamment l'utilisation du module de freinage selon 30 l'invention pour des opérations de maintenance. Un autre aspect de l'invention concerne un procédé de freinage d'un dispositif de captage d'énergie, de type éolien ou hydrolien, le dispositif comprenant au moins un organe d'entraînement rotatif destiné à être entraîné, selon un couple moteur CM, par un courant de fluide afin de produire et transmettre, par l'intermédiaire d'une génératrice comprenant un ensemble de bobines, de l'énergie à une charge qui lui est appliquée. Selon l'invention, un tel procédé comprend les étapes suivantes : - une étape de détection d'un évènement modifiant le fonctionnement de production d'énergie, - une étape d'activation du module de freinage précédemment décrit, - une étape de freinage de la machine tournante de captage d'énergie. L'invention concerne également un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé de freinage tel que décrit précédemment. Par exemple, un tel programme est téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutables par un processeur. L'invention concerne également un support d'enregistrement pouvant être lu par un ordinateur et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur tel que décrit précédemment. L'invention concerne également une installation de production d'énergie. Selon l'invention, une telle installation de production d'énergie comporte un dispositif de captage d'énergie comprenant au moins un organe d'entraînement rotatif destiné à être entraîné, selon un couple moteur CM,, par un courant de fluide afin de produire et transmettre, par l'intermédiaire d'une génératrice comprenant un ensemble de bobines, de l'énergie à une charge qui lui est appliquée, et comprenant un module de freinage tel que décrit précédemment. Avantageusement, le dispositif de captage d'énergie est une éolienne. En particulier, l'éolienne est une « petite éolienne » ayant une surface balayée inférieure à 40m2, et à axe vertical. Avantageusement, l'installation de production d'énergie comprend en outre un module de régulation comprenant : des moyens d'observation de la vitesse de rotation de l'organe d'entraînement, des moyens d'évaluation de la dérivée seconde de cette évolution de la vitesse de rotation, des moyens d'ajustement de la charge en fonction de l'évaluation de la dérivée seconde. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation de l'invention, donnée à titre illustratif et non limitatif et accompagnée des dessins, parmi lesquels : les figures lA et lB illustrent respectivement une machine tournante, convertissant en énergie mécanique et/ou électrique l'énergie d'un fluide en mouvement, et le système électrique de celui-ci ; la figure 2 illustre les courbes d'évolution de la puissance produite par une éolienne en fonction de la vitesse de rotation de cette dernière, et ce pour différentes vitesses de vent ; la figure 3 illustre le module de freinage selon l'invention; la figure 4 représente un premier mode de réalisation du module de freinage selon l'invention ; les figures 5A, à 5D représentent un second mode de réalisation et différentes variantes ; la figure 6 représente les différentes étapes du procédé selon l'invention. 6. Description de modes de réalisation de l'invention 6.1 Principe de l'invention L'invention propose une solution permettant la mise en oeuvre d'un 30 freinage autonome et contrôlé d'une machine tournante convertissant en énergie mécanique et/ou électrique l'énergie cinétique d'un fluide en mouvement, appelée par la suite machine tournante de captage d'énergie, et plus particulièrement d'une « petite éolienne ». En effet, on prévoit, selon l'invention, la mise en oeuvre d'un frein électrique et non mécanique, permettant une diminution contrôlée de la vitesse de rotation de la machine tournante tout en évitant de générer une usure supplémentaire relative à un freinage mécanique. Plus précisément, l'invention est basée sur la mise en oeuvre d'un module de freinage électrique connecté à la génératrice de la machine tournante convertissant en énergie mécanique et/ou électrique l'énergie cinétique d'un fluide en mouvement. Un tel module vise à créer un couple de freinage résistif permettant de diminuer le couple moteur de la génératrice, entraînant ainsi une diminution de la vitesse de rotation de la machine tournante. En outre, un des modes de réalisation de l'invention est particulièrement bien adapté au freinage de « petite éolienne » installées sur des sites isolés non raccordés au réseau électrique. 6.2. Mise en oeuvre générale d'un module de freinage d'une machine tournante de captage d'énergie 6.2.1 Description générale de la machine tournante de captage d'énergie Comme on le voit sur l'exemple simplifié de la figure lA, la présente invention concerne notamment une machine tournante 1 de captage d'énergie destiné à extraire, et plus particulièrement à convertir, l'énergie cinétique d'un courant de fluide F, connecté (14) d'une part à un module de régulation 15 permettant de réguler, et plus particulièrement d'asservir, le fonctionnement d'une tel machine tournante de captage d'énergie 1, et d'autre part à un module de freinage 16 permettant de diminuer la vitesse de rotation de la machine tournante de captage d'énergie, notamment en cas de tempête ou en cas de maintenance. La machine tournante de captage d'énergie 1 comporte au moins un organe d'entraînement 2 rotatif destiné à être entraîné par le courant de fluide F afin de transmettre de l'énergie à une charge 18 qui est appliquée à l'organe d'entraînement 2. La charge 18 peut être de nature quelconque, la machine tournante de captage d'énergie 1 pouvant indifféremment être utilisée pour produire une énergie mécanique directe, par exemple pour l'entraînement d'un mécanisme quelconque destiné par exemple au puisage de l'eau, ou encore de l'énergie pneumatique (en entraînant un compresseur), de l'énergie thermique (par exemple par induction en déplaçant des aimants en vis-à-vis d'un corps de chauffe métallique), ou, selon un mode de réalisation préférentiel, de l'énergie électrique. Bien entendu, la machine tournante de captage d'énergie 1 et le module de freinage pourront être adaptés à des fluides de différentes natures, tels que l'air (vent), l'eau liquide (cours d'eau, courant marin) ou encore un gaz quelconque tel que la vapeur d'eau. En outre, ils pourront être adaptés à des courants de fluide aussi bien 15 naturels que générés artificiellement par un moyen quelconque. De façon préférentielle, la machine tournante de captage d'énergie 1 et le procédé de régulation correspondant seront particulièrement adaptés à des courants de fluides fluctuants, en particulier naturels, et dont l'intensité, et notamment la vitesse d'écoulement, varient dans le temps, de façon aléatoire et/ou 20 fréquente en alternant des phases d'accélération et de décélération, et éventuellement dans des proportions relativement importantes à l'intérieur de la plage de fonctionnement de la machine tournante, par exemple de l'ordre de 3 :1, 4 :1, voire supérieures ou égales à 5 :1. De préférence, tel que cela est illustré sur la figure lA, l'organe 25 d'entraînement 2 comporte un rotor 4 pourvu d'au moins une pale 11 qui permet au courant de fluide F d'entraîner le rotor 4 autour d'un axe de rotation (ZZ'), et pourra être assimilé par commodité à un rotor dans ce qui suit. Le rotor est soutenu et guidé en rotation par un stator (non représenté), lui-même fixé ou intégré à un support quelconque, tel qu'un mât, un bâtiment, notamment public, industriel, commercial ou d'habitation, voire une plate-forme mobile ou un véhicule. Une génératrice 12 intégrée dans le stator, entre le rotor et ce dernier afin de gagner en compacité, est destinée à produire du courant électrique lorsqu'elle est entraînée par l'organe d'entraînement 2. Il est à noter qu'une génératrice fonctionne à l'inverse d'un moteur. En effet, le moteur absorbe l'énergie électrique pour produire de l'énergie mécanique, tandis que la génératrice convertit l'énergie mécanique en énergie électrique. Le cas échéant, il est possible de mettre en oeuvre un accouplement direct entre l'organe d'entraînement et la génératrice, ou un accouplement par l'intermédiaire d'un réducteur, de type réducteur à engrenage, dont le rapport de transmission pourra éventuellement être ajustable. L'axe de rotation (ZZ') est de préférence destiné à être disposé sensiblement transversalement par rapport à la direction du courant de fluide F incident, c'est-à-dire de telle sorte que le courant de fluide aborde la machine tournante de captage d'énergie latéralement, selon une direction qui n'est pas colinéaire à l'axe de rotation (ZZ') et qui est au contraire, de façon préférentielle, sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation. Plus particulièrement, la machine tournante de captage d'énergie 1 est une éolienne ou une hydrolienne, de préférence à axe vertical, par exemple une éolienne de type Darrieus, propulsée essentiellement par le phénomène de portance résultant de la circulation du fluide de part et d'autre des pâles 11. Par la suite, la description d'un mode de réalisation est établie en considérant que la machine tournante correspond à une éolienne, à axe vertical et le 25 courant de fluide F au vent incident. Plus précisément, l'invention vise de manière préférentielle le «petit éolien » sous forme d'installation individuelle dont les dimensions et la puissance sont par exemple compatibles avec une implantation sur ou à proximité immédiate de bâtiments de toute nature, notamment en zone habitée, industrielle ou 30 commerciale, et plus particulièrement dans un environnement urbain ou péri- urbain, et/ou adaptées à l'exploitation autonome de régimes de vents perturbés, notamment à une hauteur d'implantation inférieure ou égale à 20m du sol ou du toit du bâtiment concerné. En effet, la norme internationale CIE 61400-2 ne définit pas d'exigences en matière de freinage pour des petits aérogénérateurs dont la surface de balayage est inférieure à 40m2. Avantageusement le module de freinage de l'invention est particulièrement adapté à des machines tournantes de captage d'énergie dont la puissance nominale est sensiblement comprise entre 0,5kW et 100kW, et notamment à des éoliennes, de préférence à axe vertical, dont la surface balayée est de l'ordre de lm2 à 30m2. De façon particulièrement préférentielle, le procédé de régulation mis en oeuvre par le module de régulation 15 est conçu de façon à contrôler des éoliennes à axe vertical dont la puissance nominale est sensiblement égale à ou comprise entre 1,5kW et 3,5kW pour une vitesse de vent de l2m/s (soient environ 43km/h) en incluant le cas échéant le rendement de la génératrice 12. A titre indicatif, les puissances inférieures ou égales à 3,5kW pourront correspondre à des surfaces balayées inférieures ou égales à 10m2. Plus particulièrement, les surfaces balayées seront sensiblement égales à 4,83m2, 5,9 m2, 9,7m2, pour des diamètres de rotor respectifs de 2,2m, 2,8m et 3,3m environ, et pour des puissances nominales respectives de 1,5kW, 2,5kW et 3,5kW respectivement. La plage de fonctionnement des petites éoliennes correspond à des vitesses de vent incident sensiblement comprises entre 4m/s (seuil de démarrage) et 16m/s. Par la suite, on considère dans la description détaillée d'un mode de réalisation, que le terme « éolienne » est relatif à une « petite éolienne ». La figure lB illustre notamment le schéma électrique d'une «petite éolienne ». La génératrice 12 de la figure lA correspond, par exemple, à un générateur triphasé 113 composé classiquement de trois bobines 112 et de trois aimants 111, délivrant un courant alternatif triphasés selon trois phases 114, 115 et 116. Ce générateur est ensuite relié à un module de conversion de l'alternatif en continu 117 permettant de transformer la tension alternative en tension continue VDC. Selon le schéma électrique de la figure 1B, le module de conversion de l'alternatif en continu 117 est ensuite connecté à une charge 118 (correspondant à la charge 18 de la figure lA) représentative de la valorisation de l'énergie produite par la génératrice. La charge 18 est modifiable de sorte qu'il est possible de la modifier au cours du temps en fonction des conditions d'entraînement de la machine tournante de captage d'énergie, et par conséquent d'adapter le couple résistif CR qu'elle oppose au couple moteur CM qui est généré par l'action du vent sur l'organe d'entraînement 2 de la figure 1A. Dans cet exemple, l'éolienne met en oeuvre un procédé de régulation tel que décrit dans la demande de brevet français n°1150436 susmentionnée. Un tel procédé de régulation permet d'optimiser en permanence le rendement de la petite éolienne 1, de manière dynamique, en adaptant à chaque instant la charge 18 à la puissance maximale qui est susceptible d'être produite par l'éolienne à l'instant considéré, en fonction du régime du courant de fluide F qui lui est appliqué à cet instant. L'approche du procédé de régulation de la demande précédemment citée, dont le contenu fait partie intégrante de la présente demande, est basée sur la figure 2. En effet, sur la figure 2 est représentée, en fonction de la vitesse de rotation f" de l'éolienne, la puissance P[W] produite par une petite éolienne, qui dépend à la fois de la vitesse du vent Vv, (la valeur de vitesse augmentant par convention avec l'indice i = 1, 2 ...) qui entraîne le rotor et de la vitesse de rotation du rotor relative à la charge 18 appliquée à celui-ci. Ainsi, pour chaque vitesse Vv, de vent considérée, la courbe de rendement P = f (S2) présente une forme sensiblement en cloche dont le sommet correspond au point de fonctionnement optimal Pmax f(S2°pt) correspondant au maximum de ' 15 puissance produite et donc au meilleur rendement possible. Ce maximum de puissance produite varie au cube de la vitesse du vent. En outre, la demande précédemment citée s'appuie sur le fait qu'une variation de la charge 18 entraîne une variation en vitesse de rotation û de l'éolienne selon la courbe illustrée en trait plein qui présente un point critique correspondant à une inflexion. En effet, l'équilibre entre ces variations est basé sur le principe que pour un rendement optimal, il est nécessaire que la puissance consommée par la charge (représentative de la valorisation ultérieure de l'énergie produite) soit égale à la puissance P produite. Ce point d'inflexion correspond en principe au point en lequel s'annule la dérivée seconde de la vitesse de rotation par rapport à la charge, et coïncide avec l'annulation de la dérivée seconde temporelle discrète û". Le procédé de régulation préférentiellement mis en oeuvre par le module de régulation 15 est donc basé sur ce principe. Sa mise en oeuvre est entièrement détaillée dans la demande de brevet français n°1150436 susmentionnée. La mise en oeuvre du module de freinage selon l'invention n'est pas limitée à une utilisation conjointe du procédé de régulation de la demande de brevet précédemment citée. En effet, comme il apparaît dans la suite de la description, la mise en oeuvre du module de freinage est à la fois indépendante et complémentaire du mode de régulation utilisé. 6.2.2 Description générale du module de freinage En relation avec la figure 1A, la rotation de l'éolienne induit des efforts mécaniques liés à la force centrifuge 13 sur les éléments qui la composent. En effet, lorsque la vitesse de rotation S2 est élevée et dépasse le seuil d'un régime de fonctionnement prédéterminé, la pression du vent (proportionnelle au carré de sa vitesse) ne s'exerce plus sur la surface des pales, mais sur la surface balayée, ce qui entraine une augmentation des efforts transmis au mât. Ainsi, de tels efforts engendrent des contraintes mécaniques importantes sur l'éolienne et le mât, et accélèrent l'usure de l'ensemble éolien. Les inventeurs ont détecté que ce type de disfonctionnement se manifeste notamment pour des vents dont la vitesse est supérieure à 16m/s. En outre, les niveaux de vents « accélérateurs d'usure » par rapport à un régime de fonctionnement optimal sont très rarement atteints, si bien que la mise en oeuvre d'un freinage entraîne une perte d'énergie relativement faible, de l'ordre de quelques pourcents par rapport au régime de fonctionnement optimal. Les inventeurs estiment dès lors qu'un surdimensionnement de l'ensemble éolien permettant de mieux supporter les efforts mécanique générés par des variations brutales de la vitesse du vent n'est pas une solution efficace, du fait de la rareté de ce phénomène. Les inventeurs ont donc proposé une solution de freinage alternative sans ajout de dispositifs de freinage additionnels tout en conservant les propriétés d'une petite éolienne. La solution développée par les inventeurs consiste à ajouter un module de freinage électrique connecté au système électrique existant de l'éolienne décrit précédemment en relation avec le schéma électrique de la figure I B. Ainsi, l'invention consiste à mettre en oeuvre un système électrique modifié et représenté par la figure 3. En effet, selon la figure 3, un module 31 de freinage MFR est connecté au système électrique 32 précédemment détaillé selon la figure lB. L'adjonction de ce module de freinage 31 vise à modifier le fonctionnement de la petite éolienne. En effet, comme décrit précédemment le régime de fonctionnement optimal permettant la production d'énergie est basé sur le fait que le couple moteur généré par la voilure sous l'action du vent est égal au couple résistif engendré par l'utilisation de la puissance fournie par la génératrice fournie en vue d'une valorisation ultérieure. L'application du module de freinage 31 permet donc d'appliquer un couple résistif CR supérieur au couple moteur CM ce qui entraîne un ralentissement contrôlé électriquement de l'éolienne. Ainsi, le module de freinage permet d'aller à l'encontre du couple moteur CM, si bien que la vitesse de rotation f" est abaissée. Ainsi, en relation avec la représentation de la figure 2 illustrant les courbes d'évolution de la puissance produite par une éolienne en fonction de la vitesse de rotation de cette dernière, le module de freinage vise à ralentir le régime de l'éolienne afin que celle-ci soit placée dans un régime à gauche de la courbe illustrée en trait plein représentant le fonctionnement optimal de l'éolienne. En effet, dans cette région située à gauche du point d'inflexion, le système travaille en surcharge, le couple résistif CR étant supérieur au couple moteur CM ce qui a pour effet de freiner l'éolienne. Ainsi, contrairement au procédé de régulation qui vise continuellement à maintenir un fonctionnement le plus proche possible du point d'inflexion Pmax et donc à « sortir » de la zone à droite ou à gauche de la courbe pour se rapprocher du point optimal, le module de freinage vise à imposer quasi-immédiatement un régime ralenti correspondant à une valeur de la vitesse de rotation S2 réduite voire un arrêt. En effet, le procédé de régulation vise à modifier dynamiquement la charge utile « vue » par la génératrice de sorte que le couple résistif CR soit continuellement égal au couple moteur CM. Au contraire, l'activation du module de freinage selon l'invention impose électriquement un couple résistif CR supérieur au couple moteur CM. Le module de freinage est donc indépendant du module de régulation et permet, de fournir une amélioration complémentaire et indépendante permettant de limiter l'usure de la petite éolienne, ou d'augmenter les conditions de sécurité lors de la maintenance. L'activation du module de freinage est, selon une première variante, automatique et mise en oeuvre par une commutation automatique 33 du module de freinage lorsqu'une vitesse de vent supérieure à un seuil prédéterminé est détectée. Par exemple, ce seuil prédéterminé correspond à une vitesse de vent supérieure ou égale à 16m/s. Cette commutation automatique est décrite plus en détail ultérieurement en relation avec les figures 5B et 5C. Selon une autre variante, la commutation peut-être manuelle (34), notamment pour une utilisation dédiée à la maintenance de l'éolienne. En outre, le module de freinage peut assurer différents modes de fonctionnement de l'éolienne. En effet, selon les circonstances, par exemple en cas de tempête ou de maintenance, il est possible d'obtenir une diminution de la vitesse de rotation de l'éolienne jusqu'à une vitesse dite vitesse minimale de sécurité. En effet, l'activation et la mise en oeuvre du module de freinage requiert un minimum d'énergie fournie par la génératrice à partir d'une rotation minimale de l'éolienne. 6.3 Module de freinage selon un premier mode de réalisation Selon un premier mode de réalisation représenté en relation avec la figure 4, la modification du couple résistif de la génératrice est mise en oeuvre par injection de courant continu. En effet, en relation avec la figure 4, la solution de l'invention selon ce mode de réalisation consiste tout d'abord à déconnecter la génératrice du module de conversion de l'alternatif en continu 117 au moyen d'interrupteurs 41, 42, et 43, puis à connecter celle-ci à une source de courant continu 44. Le module de régulation (non représenté) est également déconnecté de la génératrice. La source de courant continu 44 permet d'augmenter le couple résistif de la génératrice afin de dépasser le couple moteur de l'éolienne. En effet, l'injection de courant continu crée un champ magnétique constant délivrant un couple résistif CR qui s'oppose au couple moteur CM représentatif du mouvement de rotation de l'éolienne. En conséquence, la vitesse de rotation de l'éolienne diminue. La valeur de la tension continue injectée peut être fixée à un seuil de tension prédéterminé. Par exemple, une détermination préalable du couple moteur correspondant à une vitesse de vent au-delà de laquelle on souhaite que le frein soit déclenché, permet de déterminer la valeur de tension continue permettant d'appliquer un couple résistif supérieur. Pour une valeur de vitesse de vent supérieure à 16m/s, la valeur de la tension continue du générateur de courant continu est par exemple de l'ordre de 250V à 300V pour une éolienne dont la surface balayée est sensiblement égale à 5,9m2, pour un diamètre de rotor de 2,8m environ, et pour une puissance nominale de 2,5kW, la puissance nominale étant déterminée pour des vents de 12m/s. Ainsi, le module de freinage selon ce mode de réalisation comprend des interrupteurs et une source de tension continue injectant directement un courant continu aux bornes de la génératrice. La source de courant continu, dite source d'énergie auxiliaire, peut correspondre à une batterie, cette batterie étant éventuellement rechargée en priorité ou non lorsque la machine tournante de captage d'énergie fonctionne normalement en mode de production d'énergie, ou encore être raccordée au réseau. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté au «petit éolien ». En effet, le «gros éolien» dissipe des puissances de l'ordre du mégawatt (MW), le courant d'injection nécessaire au freinage est donc beaucoup plus important que celui requis pour le freinage du «petit éolien ». Bien qu'efficace, ce dispositif nécessite de l'énergie fournie par une source d'énergie auxiliaire, et par conséquent est peu adapté pour une application en site isolé non raccordé au réseau électrique, ou permettant un accès difficile pour des opérations de maintenance de la source d'énergie auxiliaire correspondant à une batterie. 6.4 Module de freinage selon un deuxième mode de réalisation Le premier mode de réalisation présenté précédemment permet certes de fournir électriquement un couple résistif plus important que le couple moteur et donc de décélérer la rotation de l'éolienne, cependant en cas d'installation isolée de l'éolienne ne permettant pas d'être raccorder au réseau, ou une maintenance régulière visant à contrôler le niveau de la batterie, le module de freinage peut s'avérer inutile. Ainsi, le module de freinage selon le premier mode de réalisation est « semi-autonome ». Les inventeurs ont donc imaginé une solution basée sur le même principe, consistant à fournir un couple résistif de la génératrice plus important que le couple moteur, tout en évitant une intervention extérieure de maintenance ou de raccord électrique. Un tel mode de réalisation de l'invention est particulièrement bien adapté au freinage de « petite éolienne » installées sur des sites isolés non raccordés au réseau électrique. Ainsi, selon le deuxième mode de réalisation, l'injection de courant continu est remplacée par un freinage électrique basé sur l'ajout d'un montage électrique résistif sans apport d'énergie. La figure 5A illustre notamment la mise en oeuvre du deuxième mode de réalisation, dans ce cas le module de freinage comprend au moins un interrupteur permettant de connecter un circuit résistif de freinage 51 de valeur RF à la charge utile 52 de valeur RL représentative de la valorisation ultérieure de l'énergie produite par la génératrice. L'activation du circuit résistif de freinage 51 est mise en oeuvre par une commutation automatique 53 ou manuelle 54. 6.4.1 Première variante du deuxième mode de réalisation Une première variante de ce deuxième mode de réalisation particulièrement bien adapté au freinage de « petites éoliennes » installées sur des sites isolés non raccordés au réseau électrique est représentée par la figure 5B. Selon cette variante, le circuit résistif de freinage consiste à connecter une résistance de freinage RF à la sortie du module de conversion de l'alternatif en continu 511, de sorte à mettre en oeuvre un montage équivalent triphasé en étoile aux bornes de la génératrice tel que représenté sur le schéma équivalent de la figure 5C. La résistance 516 de valeur RF permettant de délivrer un couple résistif CR supérieur au couple moteur CM, est connectée lorsque que l'un des connecteurs automatique 514 ou manuel 515 du coffret 500 de gestion de la vitesse de rotation de l'éolienne est activé. Le connecteur automatique est notamment fermé par un signal de commande délivré par le module de régulation 513, lorsqu'une vitesse de fluide supérieure à un seuil prédéterminé est détectée par exemple pour une valeur de vitesse de vent supérieure à 16m/s. La vitesse de rotation est représentative de la vitesse du fluide. Une telle détection est mise en oeuvre par le module de détection de vitesse de fluide 512. Ce module de détection 512 effectue notamment une conversion de la fréquence du signal transmis par la génératrice 510 en une valeur de vitesse de fluide. En effet, la fréquence de la génératrice est représentative de la vitesse de rotation de l'éolienne et la vitesse de rotation est proportionnelle à la vitesse du vent. La vitesse de vent est ensuite analysée par le module de régulation 513. Lorsque le module de régulation 513 détermine que la vitesse de vent est supérieure à un seuil prédéterminé, il délivre un signal d'activation permettant de fermer le commutateur automatique 514, connectant alors la résistance de freinage RF en sortie du module de conversion de l'alternatif en continu 511. Pour des besoins de maintenance, la résistance de freinage RF peut également être connectée en sortie du module de conversion de l'alternatif en continu, par une activation manuelle du commutateur 515, notamment par un bouton 518. On réalise ainsi un freinage dit « DC » du fait qu'il implique la connexion d'un circuit résistif après conversion de la tension alternative en tension continue. En effet, la figure 5C représente le schéma équivalent « vu » de la génératrice. Selon cette variante, le circuit résistif de freinage consiste à disposer des résistances (521, 522 et 523) de valeur RF/3 entre les phases, c'est-à-dire entre chaque bobine constituant la génératrice. Les résistances (521, 522 et 523) de valeur RF/3 (formant la résistance 516 de valeur RF) sont donc montées en parallèle des charges (524, 525 et 526) de valeur RL/3 (formant la résistance 516 de valeur RL) représentatives de la valorisation ultérieure de l'énergie produite par la génératrice. Par exemple, pour une éolienne dont la surface balayée est sensiblement égale à 5,9m2, pour un diamètre de rotor de 2,8m environ, et pour une puissance nominale de 2,5kW (la puissance nominale étant déterminée pour des vents de 12m/s), la valeur de RF/3=10 Ohms/3. Ainsi, on aboutit à un montage dans lequel chaque résistance de freinage (521, 522 et 523) de valeur RF/3 forme un pont de résistance avec chaque résistance de charge utile (524, 525 et 526) RL/3 répartie entre les phases de la génératrice. Dans ce cas, les courants de lignes I sont égaux aux courants de phase J. Le fonctionnement de ce circuit résistif est tel qu'en augmentant la valeur RF de la charge du circuit résistif, le courant des phases augmente ce qui augmente le couple résistif au regard du couple moteur et permet de diminuer la vitesse de rotation de l'éolienne tant que I = J Dans ce cas, les valeurs efficaces des courants de lignes I et de phase sont J sont liés par la relation suivante : I = V3J. Le fonctionnement de ce circuit résistif est tel qu'en augmentant la valeur RF de la charge du circuit résistif, le courant des phases augmente ce qui augmente le couple résistif au regard du couple moteur et permet de diminuer la vitesse de rotation de l'éolienne. En outre, ce montage permet de repousser la saturation de la génératrice à des valeurs de puissance plus élevées du fait que Jsat = Isat/V3. Ainsi, pour un freinage similaire entre la première et la deuxième variante, les dimensions de la génératrice sont réduites. Un freinage pour des vents dont la vitesse est supérieure à l6m/s nécessite par exemple dans le cas de la première variante une augmentation de la capacité de la génératrice ce qui requiert un agrandissement de la génératrice source d'une augmentation du coût du système. Au contraire, le circuit résistif conforme à la deuxième variante permet par sa mise en oeuvre en triangle d'obtenir un freinage efficace de l'ordre de la minute, sans apport d'énergie, ni agrandissement de la génératrice. En outre, les inventeurs ont réalisé des tests de mesure qui démontrent qu'un freinage, dont la mise en oeuvre est conforme à la seconde variante précitée, engendre une faible élévation de la température de la génératrice. Ainsi, contrairement à un freinage électromagnétique très dispersif de chaleur, le dispositif de freinage selon l'invention permet de limiter la dispersion de chaleur. En effet, pour un vent de 16m/s, et pour une éolienne dont la surface balayée est sensiblement égale à 5,9 m2, pour un diamètre de rotor de 2,8m environ, et pour une puissance nominale de 2,5kW (la puissance nominale étant déterminée pour des vents de 12m/s), la chaleur dissipée par le module de freinage selon l'invention n'excède pas 50°. Cette solution s'avère donc particulièrement efficace pour les besoins de miniaturisation, de durée de vie et de limitation de la dissipation de chaleur liés au « petit éolien ». En outre, cette solution ne nécessite pas d'injection d'énergie, elle s'avère appropriée pour tous les types d'applications notamment pour les sites isolés. 6.5 Procédé de freinage L'invention porte également sur un procédé de freinage d'une machine tournante de captage d'énergie représenté sur la figure 6. Ce procédé comprend les étapes suivantes : - une étape de détection (61) d'un évènement modifiant le fonctionnement de production d'énergie, - une étape d'activation (62) du module de freinage précédemment décrit, - une étape de freinage (63) de la machine tournante de captage d'énergie. L'évènement détecté correspond par exemple à la détection d'une vitesse de fluide supérieure à un seuil de vitesse de fluide prédéterminée. Plus précisément, l'évènement correspond à une vitesse de rotation qui représente soit une vitesse de fluide avec une charge RL correspondant à un optimum de production, soit une défaillance du système de valorisation laissant la machine tournante de captage d'énergie libre de rotation. Par exemple, dans le cas de l'éolienne et plus particulièrement d'une petite éolienne, le seuil de vitesse de fluide correspond à une vitesse de vent supérieur ou égale à 16m/s. L'évènement détecté peut également correspondre à une opération de maintenance. Dans ce cas, l'activation est manuelle et par exemple mise en oeuvre grâce à un bouton placé à l'extérieur du boitier comprenant le tableau électrique de commandes de la machine tournante. En effet, le bouton peut être mobile entre au moins deux positions correspondant, respectivement à un fonctionnement en mode de production d'énergie et à un mode de freinage. 6.6 Installation de production d'énergie comprenant un dispositif de captage d'énergie pourvu d'un module de freinage L'invention porte également sur une installation de production d'énergie comprenant une machine tournante de captage d'énergie muni d'un module de freinage conforme à l'invention. Préférentiellement, le dispositif de captage d'énergie comprend à la fois un module de régulation mettant en oeuvre le procédé de régulation conforme à la demande de brevet français n°1150436 déposée le 19 janvier 2011 susmentionnée. L'énergie produite par la charge 18, c'est-à-dire extraite du courant de fluide et rendue disponible, sous une forme appropriée, en sortie de la machine tournante de captage d'énergie, pourra éventuellement être stockée, un tel stockage-tampon permettant notamment une restitution et une utilisation différées et progressives de l'énergie produite, alors même que le mode de production est lui-même fluctuant. A cet effet, l'installation comprend notamment un accumulateur apte à stocker l'énergie produite. Selon la nature de l'énergie produite par la charge, cet accumulateur pourra par exemple être pneumatique (réservoir d'air comprimé), électrochimique (batterie), électrique (condensateur de grande capacité) ou encore thermique. Dans ce dernier cas, un corps de chauffe relativement dense, liquide ou solide, pourra accumuler de la chaleur, elle-même produite par exemple soit par induction directe, soit par effet Joule dans un circuit de charge électrique comportant une ou plusieurs résistances. De façon particulièrement préférentielle, l'accumulateur est formé par un réservoir d'eau chaude, destiné par exemple à la production d'eau chaude sanitaire ou de chauffage domestique, l'électricité produite par la génératrice permettant d'alimenter une ou plusieurs résistances réchauffant l'eau contenue dans le réservoir. En outre, l'énergie produite, et notamment l'eau chaude, pourra être stockée et utilisée localement sur le site de production, chez l'utilisateur où est implantée l'utilisation.5 REVENDICATIONS1. Module de freinage (31) d'un dispositif de captage d'énergie (1) comprenant au moins un organe d'entraînement (2) rotatif destiné à être entraîné, selon un couple moteur CM, par un courant de fluide afin de délivrer, par l'intermédiaire d'une génératrice (113, 510) comprenant un ensemble de bobines (112) et d'aimants (111), de l'énergie à une charge (18) qui lui est appliquée, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens de production d'un couple résistif CR électrique dont la valeur est sensiblement supérieure audit couple moteur CM mécanique, - des moyens d'activation permettant de connecter ladite génératrice auxdits moyens de production d'un couple résistif CR. 2. Module de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de production d'un couple résistif CR électrique comprennent des moyens d'injection d'un courant continu aux bornes de la génératrice. 3. Module de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'activation permettent en outre de déconnecter ladite charge (18). 4. Module de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits 25 moyens de production d'un couple résistif CR électrique comprennent un circuit électrique résistif comprenant au moins une résistance, de sorte à permettre le freinage d'un dispositif de captage d'énergie installé en site isolé. 20 5. Module de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit circuit électrique résistif met en oeuvre un couplage en étoile des bobines de ladite génératrice, de sorte à permettre le freinage d'un dispositif de captage d'énergie installé en site isolé. 6. Module de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit circuit électrique résistif met en oeuvre un couplage en triangle des bobines de ladite génératrice, de sorte à permettre le freinage d'un dispositif de captage d'énergie installé en site isolé. 7. Module de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de détection d'un évènement modifiant le fonctionnement de production d'énergie et nécessitant un freinage. 8. Module de freinage selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection comprennent des moyens de mesure de la vitesse 20 dudit courant de fluide. 9. Module de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que lorsque ladite vitesse de fluide et/ou la variation de ladite vitesse dépasse un seuil prédéterminé, lesdits moyens de détection déclenchent automatiquement 25 lesdits moyens d'activation. 10. Module de freinage selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection comprennent un bouton (518) permettant d'agir manuellement sur lesdits moyens d'activation. 30 11. Procédé de freinage d'un dispositif de captage d'énergie (1), de type éolien ou hydrolien, ledit dispositif comprenant au moins un organe d'entraînement (2) rotatif destiné à être entraîné, selon un couple moteur CM, par un courant de fluide afin de produire et transmettre, par l'intermédiaire d'une génératrice comprenant un ensemble de bobines, de l'énergie à une charge (18) qui lui est appliquée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - une étape de détection d'un évènement modifiant le fonctionnement de production d'énergie, - une étape d'activation du module de freinage selon l'une des revendications 1 à 10, - une étape de freinage de la machine tournante de captage d'énergie. 12. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 11 lorsque ce programme est exécuté par un processeur. 13. Support d'enregistrement pouvant être lu par un ordinateur et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur selon la revendication 12. 14. Installation de production d'énergie caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de captage d'énergie (1) comprenant au moins un organe d'entraînement (2) rotatif destiné à être entraîné, selon un couple moteur CM, par un courant de fluide afin de produire et transmettre, par l'intermédiaire d'une génératrice comprenant un ensemble de bobines, de l'énergie à une charge (18) qui lui est appliquée et comprenant un module de freinage selon l'une des revendications 1 à 10. 15. Installation de production d'énergie selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit dispositif de captage d'énergie (1) est une éolienne. 16. Installation de production d'énergie selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite éolienne est une « petite éolienne » à axe vertical et ayant une surface balayée inférieure à 40m2. 17. Installation de production d'énergie selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'elle comprend en outre un module de régulation comprenant : des moyens d'observation de la vitesse de rotation (S2) dudit organe d'entraînement, des moyens d'évaluation de la dérivée seconde de cette évolution de la vitesse de rotation (e), des moyens d'ajustement de la charge (18) en fonction de l'évaluation de ladite dérivée seconde.