Des chercheurs conçoivent en ce moment des éoliennes de nouvelle génération. Bien plus larges et plus productives, ces géantes des mers pourraient théoriquement produire jusqu’à 6 fois plus d’électricité grâce à des matériaux plus adaptés, s’inspirant des modèles de la nature. De quoi rendre l’alternative éolienne bien plus compétitive sur le marché des énergies.
L’énergie infinie offerte par les vents fait déjà intégralement partie de la transition énergétique qui s’opère un peu partout dans le monde. Malgré une croissance de plus de 20% par an, l’éolien couvre à peine 3% de la consommation totale d’électricité dans le monde. On reproche souvent à cette source d’énergie d’être trop peu productive, pas assez performante et relativement couteuse. En effet, les plus grandes structures du genre jamais conçues se trouvent au Danemark, et avec leurs pales de 80 mètres, leur puissance ne dépasse guère les 8 MW. Avec ses 5 000 éoliennes, le pays couvre difficilement 50% de ses besoins, ce qui constitue tout de même un record mondial.
Photographie par Tom Cogill
Première éolienne à fermeture
À ce jour, la taille et la puissance des éoliennes classiques se voient limitées par des restrictions physiques au regard des structures et matériaux utilisés. Pour surpasser ces limites, des prototypes de « méga-éoliennes » sont donc à l’étude aux États-Unis. S’inspirant de la manière dont certains arbres, notamment les palmiers, résistent aux tempêtes, les chercheurs de l’université de Virginie ont théorisé une éolienne offshore jusqu’à 6 fois plus productive que les plus grands modèles actuels, en doublant notamment la taille des pales. Celles-ci font deux terrains de football, soit plus de 200 mètres de long.
Doubler simplement la taille des pales permettrait donc de décupler l’énergie produite de manière très significative. Mais ce n’est pas uniquement dans le caractère gigantesque que les chercheurs puisent cet accroissement de productivité. Le Laboratoire National Sandia (Nouveau-Mexique), qui pilote la conception des lames sur ce projet, s’est penché sur leur aérodynamisme pour déterminer des variables géométriques plus efficaces. L’approche biomimétique va également pousser les chercheurs à envisager, au-delà de l’allégement des matériaux, des pales capables de s’écraser vers l’avant en cas de vents excessifs pouvant menacer l’intégrité de la structure. Modélisé en trois dimensions dans une vidéo promotionnelle, ce mécanisme impressionnant rappelle la nyctinastie, ce mouvement naturel de fermeture des fleurs au couché du soleil. Une conception qui promet de réduire considérablement le stress mécanique subi par les pales.
Photographie : Randy Montoya / Sandia Labs
Objectif : 500 000 foyers alimentés
L’équipe estime la puissance maximum du « SUMR » (Segmented Ultralight Morphing Rotors) à 50 mégawatts (MW), précise le journal Sciences et Avenir, soit largement supérieure aux modèles actuels. Avec la particularité d’être positionnée dos au vent, contrairement aux structures classiques, cette nouvelle éolienne pourrait théoriquement permettre aux pays possédant un grand littoral, comme la France, d’augmenter significativement leur part en électricité d’origine renouvelable. Un premier parc éolien de ce type devrait voir le jour au large de l’État de Virginie avec l’ambition de couvrir les besoins de 500 000 foyers américains.
Malgré des propos très encourageants, les chercheurs admettent qu’ils devront faire face à certains verrous techniques pour concrétiser leur projet. Si les objecteurs de croissance ergoteront, avec raison, que « plus grande n’est pas forcément mieux », la crise environnementale et l’augmentation globale de la demande d’énergie semble imposer des compromis techniques de ce genre, couplé à un mix énergétique varié et également local. Si ces avancées en matière d’énergies renouvelables sont porteuses d’espoir, elles subissent cependant une concurrence féroce de la part des énergies fossiles. En effet, sans action des gouvernements, c’est le marché qui régit principalement les décisions des acteurs économiques. Le pétrole étant à un cours particulièrement bas, avec un baril de Brent à 30 dollars, les énergies renouvelables peinent plus que jamais à s’imposer malgré l’urgence sur les marchés.
https://www.youtube.com/watch?v=R7K1Zg_TaTM
Sources : sciencesetavenir.fr / fee.asso.fr
