Kite Power : des éoliennes aéroportées pour faire s’envoler la transition énergétique

Les éoliennes à axe horizontal (en anglais : Horizontal Axis Wind Turbines - HAWT) sont non seulement limitées par l’altitude à laquelle elles opèrent (relativement basse et surtout, fixe), mais également par leur incapacité à maximiser leur captation du vent — ce dernier ne soufflant ni toujours dans la même direction, ni à la même force. Réfléchir à la prochaine génération de systèmes à même d’optimiser cette captation, c’est ainsi repenser intégralement l’éolienne. Et pour certains, cette réflexion pourrait bien suivre le fil du cerf-volant de notre enfance...

Les éoliennes aéroportées (en anglais : Airborne Wind Energy Converters, ou AWEC), peuvent s’élever jusqu’à 600 mètres et capter des vents plus forts à différentes altitudes, là où les pales d’éoliennes traditionnelles se cantonnent à une hauteur maximale de 150 mètres. Cette polyvalence présente une solution de remplacement intéressante, pour les dispositifs à terre comme en mer.

Olivier Van Oost, expert et chef de projet Wind & Hydro à ENGIE Laborelec, en explique les avantages : « Les éoliennes offshore traditionnelles n’aiment pas trop le roulis des bouées — ce qui n’est bien sûr pas un problème pour les systèmes de kite power ». Et bien que cette technologie n’en soit qu’à ses débuts (la plus grande éolienne aéroportée à ce jour ne générant qu’un modeste 600 kW), M. Van Oost croit en leur potentiel... sans compter que la production de ces dispositifs nécessite presque dix fois moins de matériel que celle d’éoliennes traditionnelles. « Ce dont cette technologie a besoin maintenant, continue-t-il, c’est d’être plus performante et plus fiable sur le long terme ».

ENGIE figure parmi les acteurs de premier rang soucieux de développer la prochaine génération de solutions d'énergie éolienne, notamment en suivant et en collaborant avec les principaux développeurs de technologies d’éoliennes aéroportées. 

À technologie de pointe, énergie intelligente

Plusieurs startups s’intéressent de près aux éoliennes aéroportées et montrent déjà des résultats prometteurs. Leur marché a le vent en poupe, et à travers le monde, une armada d’entreprises se penchent aujourd’hui sur le sujet. 

KITEPOWER une startup néerlandaise a trouvé le moyen de faire voler ses « cerfs-volants » à la perpendiculaire du vent, selon une trajectoire en huit, leur permettant in fine de générer plus d’énergie. Les défis sont encore nombreux : il convient désormais d’alléger ces dispositifs et d’explorer de nouvelles applications, dans l’intérêt d’un futur bas-carbone. 

MAKANI qui appartient à Google Alphabet : créée par deux amateurs de kiteboard, l’entreprise a mis au point une éolienne aéroportée des plus ambitieuses, capable de générer près de 600 kW à partir du vent en mer. Depuis 2018, le modèle-pilote de Makani vole au dessus d’Hawaï ; et l’entreprise californienne teste actuellement son modèle M600 près d’une bouée à espar dans les eaux norvégiennes. Makani espère à terme être capable de générer entre 1 et 3 MW.

Retour à l’intérieur des terres, où les néerlandais d’AMPYX POWER explorent depuis 2015 le potentiel de la haute altitude, par le biais d’un modèle amélioré à 200 kW (AP3) ; Ampyx Power s’attelle en outre à la mise au point d’un système de décollage et d'atterrissage avant de passer à des produits de 2 à 3 MW.

TWINGTEC L’entreprise suisse a mis au point un prototype d’envergure à 10 kW, qui en 2018 a effectué un vol de 30 minutes ainsi qu’un décollage et un atterrissage en autonomie complète. Twingtec teste actuellement son modèle T29 de 15 mètres, duquel il espère décliner son premier produit de série : le TT100, capable de générer 100 kW.

ENERKITE Détentrice du record du plus long vol (74 heures) avec sa précédente aile éolienne dynamique (2015), l’entreprise allemande se concentre désormais sur des ailes passives simples, dans une optique de poids et de coût minimisés. Enerkite est également pionnière dans le domaine du décollage et de l’atterrissage par rotation, actuellement en phase de test sur ses prototypes 30 kW.

SKYSAILS Basée à Hambourg, Skysails s’est lancé en 2008 dans l’exploitation de 160m² d’éoliennes aéroportées en mer pour la propulsion de bateau, suivi en 2011 de 20m² dédiés à la production d’électricité. SkySails a développé un modèle 100 kW conteneurisé de 40m² (SkyPower100) qui vient d’être mis en place et survole actuellement le nord de l’Allemagne, en phase de test. Ses modèles 200 kW sont attendus dans le commerce pour 2020, avec pour terrain d’action l’île Maurice.