La part de l’éolien dans le secteur des
énergies renouvelables est passée de 19% en 2018 à 23% en 2019, notamment grâce
aux technologies nouvelle génération offrant une meilleure efficacité et une
plus grande fiabilité. Plus hautes, dotées de pales de rotor allongées et
allégées, les éoliennes, en particulier, ont vu leur structure classique
changer ces dernières années. Aujourd’hui, c’est à des turbines d’un genre
nouveau que chercheurs et experts à travers le monde travaillent afin
d'exploiter l'énergie éolienne.
Voici trois projets innovants qui méritent
notre attention :
Les turbines
hyper résistantes du Japon
Les pays de la région Pacifique sont
régulièrement exposés aux typhons. Le typhon Haiyan en 2013 et le typhon
Hagibis en 2019, particulièrement violents, ont privé des milliers de personnes
d’électricité pendant des semaines. Dans les régions et les îles où
s’approvisionner en électricité de manière fiable relève déjà du défi, les
catastrophes naturelles aggravent d’autant plus la situation. Face à cette
réalité, la startup Challenergy, basée à Tokyo, s’est
donné pour mission de concevoir des éoliennes capables de résister à des vents
violents et de produire de l'énergie même lors de catastrophes naturelles.
- L'entreprise mise sur un design
radicalement différent. Si les éoliennes standards fonctionnent avec des pales
en forme d'hélice et sur un axe horizontal, les turbines conçues par
Challenergy elles utilisent des cylindres et fonctionnent sur un axe vertical —
ceci dans le but d’exploiter un phénomène physique connu sous le nom d'effet
Magnus.
- Ces turbines ont plusieurs avantages : elles s’ajustent
automatiquement selon la direction du vent, permettent un contrôle de la
production d'électricité en fonction de la vitesse du vent et sont moins
bruyantes que les turbines utilisant des pales. Leur robustesse a déjà été
testée, et ce avec succès : la version 10KW d’une turbine a produit de
l'électricité lors d'un typhon, pour la toute première fois, à Ishigaki, sur
l’île d’Okinawa.
- Les turbines de Challenergy coûtent environ 250 000
dollars — un prix plus élevé que les éoliennes standards de plus petite taille
et avec une puissance comparable. Mais ces turbines offrent une alternative
intéressante pour les sites régulièrement balayés par des vents violents et où
les éoliennes traditionnelles seraient inopérantes.
(Crédit : Challenergy)
De
l’énergie à domicile pendant 25 ans
L'éolien représente 7,2% de l'énergie produite
aux États-Unis, principalement grâce à l'utilisation de parcs éoliens
commerciaux. L’entreprise islandaise d'énergie renouvelable IceWind
a choisi de développer un modèle complètement différent et plus petit ...
destiné aux propriétaires particuliers. La société travaille sur le lancement
d’une éolienne innovante à six pales, capable de produire de l’énergie de
manière constante pendant plus de 25 ans.
- Le dernier modèle de l’entreprise,
appelé Freya, fonctionne sur un axe vertical, ce qui signifie qu'il est
omnidirectionnel, et peut se positionner selon la direction du vent. Il
comporte trois pales intérieures et trois pales extérieures : par rapport aux
pales conventionnelles en forme d’hélice, celles-ci rendent l’éolienne plus
sécurisée pour une utilisation domestique ainsi que pour les oiseaux locaux.
Elles sont également moins bruyantes.
- Fabriquée en acier inoxydable et
en aluminium, l'éolienne est conçue pour résister à des vents de plus de 225
km/h mais également pour durer dans le temps et produire de l'énergie avec un
coût d'entretien peu élevé. La turbine est en effet étanche à la glace, à la
poussière, à l'eau et à la saleté. Il s’agit là d’une solution idéale pour
alimenter les bâtiments hors-réseau tels que les maisons, les cabanes ou les
granges situés dans des régions côtières, venteuses et froides.
- Le prix de départ de Freya est à
3200 dollars, mais selon l’entreprise, une seule éolienne n’est pas suffisante
pour alimenter une maison entière, car elle ne fournirait qu'environ 150 à 200
watts en fonction des vents. IceWind plnche actuellement sur un modèle à plus
grande échelle, qui pourrait générer 7 à 12 fois cette puissance.
(Crédit : IceWind)
Une
minuscule turbine alimentée par une simple brise
La majeure partie du vent qui souffle autour
de nous n’est pas assez puissante pour alimenter les éoliennes traditionnelles.
Et s’il était possible d’exploiter l’énergie produite par une brise, aussi
légère soit-elle ? Des chercheurs chinois ont conçu le B-Teng,
une « minuscule éolienne » qui pourrait potentiellement alimenter des objets
électroniques en captant une simple brise, même celle que nous générons lorsque
nous marchons.
- L'appareil n'est pas une turbine à
proprement parler mais un nanogénérateur constitué de deux fines lamelles de
plastique à l'intérieur d'un tube. Lorsque celles-ci s’agitent et entrent en
contact grâce au vent, cela génère une charge électrique (l'effet
triboélectrique) qui peut être captée et stockée.
- Il suffit d’une brise de 5,7 km/h
pour que le nanogénérateur commence à produire de l’électricité et par
ailleurs, son rendement de conversion vent-énergie, de 3,23%, est bien
supérieur aux turbines standards. Enfin, les coûts de fabrication de l’appareil
sont peu élevés, grâce aux matériaux bon marché dont il est constitué.
- Le B-Teng n’est pour l’instant
capable d’alimenter que des petits gadgets tels que des lumières LED ou des
capteurs de température, mais l'équipe prévoit déjà d’en fabriquer une version
plus grande et une autre plus petite dans le but de fournir une alimentation
électrique constante.
- Les chercheurs espèrent également
créer une version plus grande et plus puissante de l'appareil qui pourrait
produire 1000 watts, afin que ce dernier puisse rivaliser avec les éoliennes
standards et être utilisé dans des zones où ces dernières ne sont pas
pratiques, tels que les montagnes ou les toits des immeubles.
ENGIE
Eye : vers une pale 100% recyclable
ENGIE s'est associé à l’Institut de Recherche
Technologique (IRT) Jules Verne, à LM Wind Power et à d'autres industriels dans
le cadre du projet ZEBRA (Zero wastE Blade ReseArch) afin de
concevoir et construire la première pale de turbine 100% recyclable.
- LM Wind Power concevra et
fabriquera deux prototypes de pale en Elium®, une résine thermoplastique
développée par Arkema, reconnue pour ses propriétés recyclables.
- Cela permettra au consortium de
tester et de valider le comportement du matériau ainsi que la faisabilité d'une
production industrielle de la turbine.
- Le projet a été lancé pour une
durée de 42 mois et bénéficie d’un budget de 18,5 millions d'euros.
- Ce projet de la BU France Renouvelables a été lauréat des Trophées de l'Innovation ENGIE 2020
