Une nouvelle technologie pour l'énergie éolienne

La difficulté à trouver des sites soumis à des vents constants et réguliers fait que de nombreuses turbines ne fonctionnent pas à leur capacité optimale. D'un point de vue esthétique, ces parcs font tache dans le paysage.

Une solution plus efficace consiste à implanter des éoliennes flottantes en haute mer, comme dans le concept DEEPWIND. Elles bénéficieront de vents plus forts et plus réguliers, loin de la côte. La technologie offshore (en haute mer) actuelle est largement fondée sur ses pairs sur terre (onshore), malgré les différences importantes au niveau des conditions et de l'environnement. Le projet DEEPWIND («Future deep sea wind turbine technologies») a été financé pour quatre ans par le septième programme-cadre (7e PC) de l'UE. Son but est de concevoir un nouveau système d'éoliennes dédié et fiable, moins coûteux que l'éolien actuel.

La conception et l'optimisation ont été soutenues par la création d'outils dédiés aux éoliennes, afin de rendre plus efficace et économique l'utilisation en pleine mer du concept DEEPWIND, qui consiste en un rotor Darrieus à 2 pales monté sur une bouée à long espar sous-marin. Une suite de modélisation aéroélastique intègre les résultats des expériences conduites sur les quelques éléments principaux du concept, et calcule les effets des charges externes sur les performances de l'éolienne, du flotteur et de la transmission de puissance, ainsi que les charges transmises au fond marin via le système d'amarrage. L'équipe a aussi développé un programme pour la fabrication de la pale par pultrusion, le couplage du générateur et de l'éolienne, et le simulateur de commande de l'éolienne. Les résultats du projet ont été publiés dans de nombreuses revues scientifiques et présentés lors de conférences.

Le projet DEEPWIND a réalisé un prototype de validation d'éolienne flottante d'un kilowatt pour démontrer son fonctionnement dans des conditions contrôlées proches de la réalité dans un laboratoire océanique et dans une soufflerie. Le système de surveillance a fourni des données sur les mouvements des composants rotatifs et des pièces immergées. Les chercheurs ont commencé à analyser les composants de transmission de puissance, d'amarrage et d'absorption de couple, par rapport à des conditions de l'environnement comme le vent, les vagues et les courants.

L'équipe a également préparé la conception d'un démonstrateur de 20 mégawatts (MW) basé sur l'augmentation de l'échelle du concept à 5 à 20 MW.

Le projet DEEPWIND a été présenté dans la presse et lors de conférences, conduisant à l'ajout d'un nouveau thème sur les installations flottantes et en haute mer lors des conférences de l'Association européenne pour l'énergie éolienne. Les travaux de DEEPWIND montrent que les rafales au large sont mieux tolérées par les éoliennes actuelles à axe horizontal, et que le concept s'est fait une place importante et a renforcé son impact sur le public, se rapprochant ainsi de la commercialisation.