Le 9 mai dernier, Envision Energy, une société danoise spécialisée dans les solutions de Smart Energy, a annoncé qu’elle allait mettre à l’essai un générateur supraconducteur sur l’une de ses éoliennes. Cette technologie qui est à l’étude depuis plusieurs années permettrait de réduire le poids total de l’éolienne, ce qui représenterait une aubaine pour le développement et l’installation des éoliennes offshore, de plus en plus imposantes et puissantes. Baptisé EcoSwing, ce nouveau générateur devrait contribuer à l’avenir du développement de l’éolien puisqu’en plus de faciliter le développement offshore, cette technologie réduira considérablement la dépendance de la fabrication d’éoliennes aux terres rares, dont la Chine est aujourd’hui le principal fournisseur.

La supraconductivité : un principe au service du secteur de l’énergie éolienne

Le 9 mai dernier, les grands médias des pays occidentaux avaient les yeux tournés vers le défilé militaire de Moscou, célébrant la capitulation allemande de 1945. Pendant ce temps-là, dans la ville de Silkeborg, au Danemark, l’entreprise Envision Energy annonçait discrètement au monde son intention de mettre en place EcoSwing, un générateur supraconducteur, sur l’une de ses éoliennes. « Après des années de recherche, la supraconductivité a finalement évolué au point qu’elle peut être mise à l’essai et expérimenté sur une éolienne grandeur nature. Le générateur à entrainement direct EcoSwing sera l’un des systèmes supraconducteurs les plus ambitieux en matière de densité de couple et nous sommes fiers d’être les fers de lance de ce projet qui fera date » a affirmé Anders Rebsdorf, le Directeur du centre de recherche d’Envision.

La supraconductivité est un phénomène physique, découvert il y a plus d’un siècle, que l’on retrouve dans certain matériaux qui, à très basses températures, n’opposent plus aucune résistance au passage du courant électrique et expulsent les champs magnétiques. Ces matériaux dits « supraconducteurs » représentent donc la pierre angulaire du projet EcoSwing. Cependant, le principal enjeu des recherches concernant ce principe est lié au fait que la supraconductivité ne s’obtient qu’à de très basses températures, d’où la nécessité de recourir à des appareils cryogéniques venant refroidir ces matériaux.

Le générateur EcoSwing tentera d’être le premier générateur supraconducteur conçu pour une éolienne, un projet qui est de bon augure pour le développement des énergies renouvelables en Europe et dans le monde. A cet égard, cette nouvelle génération de générateurs permettrait de diminuer de 25% le poids total de l’éolienne puisque cette technologie viendrait remplacer les générateurs classiques plus lourds, notamment à cause de la présence de cuivre. En effet, ces matériaux supraconducteurs se substitueraient aux aimants présents dans les rotors des turbines éoliennes. Ces aimants ont d’ailleurs la particularité d’être fabriqués à partir de terres rares, lesquelles sont produites quasi exclusivement sur le territoire chinois, or Pékin fait  monter les prix de ces minerais ces dernières années. La technologie de la supraconductivité permettrait donc aux producteurs d’éoliennes d’être beaucoup moins dépendants des fluctuations du marché des terres rares, ce qui impliquerait ainsi un meilleur retour sur investissement pour les pays qui décideraient d’accentuer la part de l’énergie éolienne dans leur mix-électrique.

EcoSwing : un projet financé par les institutions européennes dans le but de développer l’éolien offshore

Aujourd’hui Envision Energy est le principal fournisseur mondial de solution Smart Energy : parmi leurs offres on retrouve des logiciels de gestion solaire ou éolienne, des services technologiques d’énergie intelligente mais aussi la production d’éoliennes. Après des essais au sol approfondis qui ont lieu dans un laboratoire certifié, le générateur EcoSwing sera testé au Danemark, sur une éolienne de plus de 3MW, ce qui représente une puissance suffisante pour répondre à la consommation moyenne de 1000 foyers. A ce propos, le projet sera coordonnée par Envision Energy mais regroupera plusieurs acteurs comme ECO 5 GmbH, une société d’ingénierie spécialisé en supraconductivité, qui mettra en œuvre la conception de base du générateur, les autres entreprises présentes s’occuperont chacune d’une des parties de l’éolienne (Stator, fils supraconducteurs, matériels cryogéniques…). Enfin, le Fraunhofer Institute for Wind Energy ans Energy System Technology (IWES) se chargera des essais au sol avant de monter le générateur EcoSwing sur l’éolienne d’Envision.

Ce projet, s’il aboutit, sera une avancée conséquente pour le développement des éoliennes offshore puisque celles-ci représentent de gigantesques structure. Les entreprises du secteur de l’éolien verraient donc d’un bon œil ces nouveaux générateurs, car en diminuant le poids de l’éolienne on facilite l’installation de celle-ci en pleine mer mais surtout on peut se permettre de construire des éoliennes plus grandes et plus puissantes qui permettraient au secteur de prendre une part plus conséquente dans le mix-électrique de certains pays. C’est pourquoi l’Union Européenne dans le cadre du projet Horizon 2020, a décidé de financé 10,8 millions d’euros sur les 13,8 millions nécessaires au projet.

Envision n’est pas le seul acteur dans cette course au développement de la supraconductivité, puisque depuis le début de la décennie, de nombreuses entreprises ont décidé  d’investir dans la Recherche et le Développement de cette technique. En 2011 l’américain General Electrics (GE) a lancé un projet ayant pour objectif de produire des éoliennes de 10 à 15 MW grâce à la technologie de la supraconductivité. En 2012 l’Agence américaine pour l’énergie a débloqué plus de 30 millions de dollars pour subventionner la recherche sur les matériaux supraconducteurs qui seraient une alternative aux terres rares et au monopole actuel qu’à la Chine sur ce marché.

Crédits photos: Biopics