Les Européens s'attaquent à la conception d'éoliennes
Des chercheurs du Risø DTU (le laboratoire national des énergies durables à l'université technique du Danemark) et leurs collègues européens ont découvert une nouvelle méthode pour concevoir des éoliennes plus fiables. En mesurant en détail la distribution de charge sur une pale de 10 mètres d'une éolienne en fonctionnement, ils ont obtenu des informations précises sur le flux d'air à la surface de la pale. Cette étude s'inscrit dans le cadre de deux projets financés par l'UE: UPWIND et TOPFARM, qui ont reçu respectivement 14,6 millions et 1,7 million d'euros. Conduite par Helge Aagaard Madsen et Christian Bak de la division Énergie éolienne du Risø DTU, l'équipe se composait de chercheurs des groupes danois Vestas, LM Glasfiber et DONG Energy, ainsi que du groupe allemand Siemens. LM Glasfiber a conçu la pale équipée de 350 points de mesure (détecteurs de pression, microphones, etc.), reliés à un laboratoire de mesure à la base de la pale. Le groupe norvégien Det Norske Veritas (DNV) a vérifié les calculs de sécurité pour l'éolienne et déterminé que la vitesse maximale acceptable du vent était de 15 mètres à la seconde (m/s). Il convient de préciser que l'expérience ne peut être conduite que dans des conditions météorologiques parfaitement sèches. L'équipe a pu effectuer 12 sessions de mesures, de la fin du printemps à la fin de l'été, et a enregistré de nombreuses données. «Nos mesures sont de loin les plus complètes à ce jour, et étant donné qu'elles ont été obtenues en extérieur et sur une éolienne de production réelle, elles tiennent compte de l'impact de la turbulence ainsi que la rotation et de l'élasticité de la pale», explique le Dr Helge Aagaard Madsen. «Elles seront sans aucun doute d'un grand intérêt pour la recherche internationale en matière d'énergie éolienne. En outre, nous avons quasiment 'écouté' la circulation de l'air sur la pale à l'aide de 60 microphones au rythme de 50000 mesures à la seconde, apportant une vision extrêmement détaillée de la façon dont le vent est traduit en charge sur les pales, ce qui constitue le coeur même de l'utilisation de la force du vent.» Les chercheurs déclarent que l'un des buts de l'expérience est de fournir une base pour concevoir le profil optimal d'une pale d'éolienne. Les objectifs consisteront à trouver l'équilibre entre la solidité et la sensibilité, et à garantir une production optimale et régulière d'énergie. L'équipe poursuit ses mesures ce mois-ci. Les chercheurs espèrent définir les différences entre les propriétés d'un profil de pale selon qu'elles sont mesurées sur une éolienne grandeur nature en plein air, ou en conditions contrôlées dans une soufflerie. Le Risø DTU a également testé un anémomètre laser, dans le cadre du projet UPWIND («Integrated Wind Turbine Design»), financé à hauteur de 14,6 millions d'euros au titre du domaine thématique «Développement durable, changement planétaire et écosystèmes» du sixième programme-cadre (6e PC). Il a permis aux chercheurs de mesurer en trois dimensions la vitesse du vent, sa direction et la turbulence autour d'une éolienne. Le projet UPWIND s'attache à concevoir de grandes éoliennes, terrestres et offshore. L'équipe a utilisé un autre laser pour mesurer la répartition des vitesses dans le sillage du rotor. Les résultats obtenus faisaient partie du projet TOPFARM («Next generation design tool for optimisation of wind farm topology and operation»), qui a reçu 1,7 million d'euros au titre du même domaine thématique.