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La production d’énergie éolienne au cœur de la recherche technologique française

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De plus en plus compétitives grâce à des coûts de production en baisse régulière depuis plusieurs années, les centrales éoliennes pourraient encore progresser et voir leur puissance augmenter de manière significative dans l’avenir. En effet, si le vent sera toujours incontrôlable, au contraire des énergies plus classiques comme le nucléaire, le gaz ou la biomasse, il est néanmoins possible de maximiser son exploitation en augmentant les capacités de production des turbines éoliennes. Un domaine de recherche auquel se consacrent désormais nombre de start-up technologiques et autres exploitants de parcs à la recherche de solutions innovantes et optimales permettant de capter quelques mégawatts supplémentaires. 

Une volonté d’adaptation aux conditions météorologiques

Energie intermittente par excellence, l’énergie éolienne souffre encore trop souvent des caprices du temps. Les conditions météorologiques jouent un rôle déterminant dans le rendement d’un mât éolien qui peut voir son efficacité varier dans des marges importantes selon la force et l’orientation du vent, la température, la pluie ou le givre.

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« Le givre est un des pires ennemis de l’éolien », explique à l’AFP José Alcorta, gérant du laboratoire de recherche Rescoll. « Lorsqu’il se dépose sur les pales, la turbine doit s’arrêter car en bout de pale la vitesse peut atteindre 300 km/h et si un morceau de glace se détache, à cette vitesse c’est très dangereux », ajoute-t-il. Une situation d’autant plus préoccupante que le froid favorise généralement une meilleure production éolienne en raison d’une plus forte densité de l’air.

S’il est impossible à ce jour d’influer sur l’évolution du ciel, il est en revanche tout à fait pensable de prévoir avec précision la force des vents à venir, et de valoriser toujours plus les périodes de grands vents dans le but de compenser les heures creuses. De nombreuses start-up spécialisées dans les nouvelles technologies, encouragées par les grands opérateurs énergétiques français (Engie, EDF, etc.), se concentrent sur la conception de nouveaux systèmes permettant de prévoir la météo à la minute près, de détecter les anomalies, ou de s’adapter au moindre changement de vent. « Il faut aller chercher l’innovation ailleurs » pour augmenter la production, confirme Thierry Muller, président d’EDF EN Services, filiale de l’électricien public dédiée à l’exploitation des parcs d’énergies renouvelables.

Sélectionné récemment dans le cadre d’un appel à projets lancé par Engie, le dispositif conçu par Rescoll propose par exemple de lutter contre les effets du gel par l’application de patchs chauffants innovants sur les pâles. Associant une peinture conduisant l’électricité et des électrodes, cette innovation, développée avec le producteur d’électricité verte Valorem, pourrait être commercialisée dès 2018, et s’annonce d’ores et déjà très prometteuse pour les périodes hivernales de production.

Collecte des données et nouvelles technologies

De manière générale, les parcs éoliens se dotent donc progressivement d’une multitude de technologies et de capteurs destinés à collecter les données qui, après analyses, serviront à produire plus d’électricité. Le groupe Engie a installé pour cela un centre de supervision de ses installations européennes à Châlons-en-Champagne où il développe un outil numérique dans le but d’améliorer le pilotage et la maintenance prédictive de ses parcs. Baptisé Darwin, ce projet devrait mobiliser plus de 31 millions d’euros d’investissements dans les deux prochaines années, et connecter à terme l’ensemble des parcs du groupe à l’échelle internationale.

De son côté, EDF EN Services, qui gère déjà ses parcs depuis deux centres techniques (l’un dans le sud de la France, et l’autre en Californie), multiplie lui aussi les partenariats technologiques afin d’optimiser entre autres, le placement et l’orientation des futures turbines des parcs éoliens offshore prévus en mer du Nord. Le capteur Lidar flottant (Light Detection and Ranging), lauréat des Prix EDF 2015 Pulse dans la catégorie « Innovation industrielle », propose en ce sens de mesurer à distance la vitesse et la direction du vent. Conçu par 3E et Offshore Wind Assistance (membre du groupe DEME) en partenariat avec l’IFPen, ce système peut détecter avec précision et anticipation le vent incident et les rafales afin d’orienter la nacelle et les pâles dans la meilleure direction et réduire ainsi les efforts mécaniques subis par la machine. Installé au large, ce dispositif mesure – grâce à un rayon laser – la vitesse et la direction des particules en suspension dans l’air, et permet ainsi de réduire les coûts des études de vents préalables au projet du futur parc éolien de Fécamp en Seine-Maritime.

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Le groupe EDF EN Services teste également dans le sud de la France, un prototype de penon électronique baptisé TrimControl et développé par Mer Agitée (l’écurie fondée par le navigateur Michel Desjoyeaux) à l’image des brins de laine accrochés aux voiles pour connaître l’orientation du vent. « Notre intuition c’était qu’une pale mal orientée entraîne une fatigue mécanique qui va coûter plus cher en maintenance, tout en produisant moins d’électricité« , explique Dimitri Voisin, responsable R&D chez Mer Agitée. En matière de maintenance enfin, l’énergéticien français travaille aussi en collaboration avec la société Cornis dont le système de cartographie virtuelle facilite grandement l’inspection des éoliennes. « Avant, il n’y avait rien à part l’inspection visuelle », explique Thierry Muller, ce qui entraînait l’arrêt de l’éolienne et un risque pour la personne qui faisait cette inspection.

Crédits photo : Simon

Rédigé par : La Rédaction

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