Des pales plus légères pour une énergie moins chère L’énergie éolienne a un grand potentiel en tant que source d’énergie renouvelable, mais la technologie des pales pourrait limiter sa croissance. Des chercheurs ont développé des pales d’éoliennes plus légères à partir de matériaux composites pour produire de l’énergie éolienne propre plus efficacement. Énergie © Ppictures, Shutterstock Les grandes pales d’éoliennes de 60 à 100 mètres sont très demandées. Elles captent davantage d’énergie, ce qui les rend plus viables économiquement, en particulier dans les applications en mer où l’énergie éolienne affiche une forte croissance. Avec cette augmentation de l’utilisation de turbines plus grandes, les pales d’éoliennes plus petites sont progressivement abandonnées, car les turbines plus grandes sont plus efficaces et peuvent réduire le coût de la production d’énergie. «Le fait de doubler la longueur de la pale multiplie par quatre l’énergie captée», explique Tomas Flanagan, coordinateur du projet PowderBlade. «Cela représente un immense défi pour ceux qui travaillent au développement des matériaux, car allonger une pale augmente énormément sa masse: doubler sa longueur équivaut à multiplier son poids par huit.» Par conséquent, la réduction du poids est devenue une priorité absolue dans la conception des pales. La conception structurelle d’une pale est étroitement liée à sa méthode de fabrication. Les deux activités doivent être prises en compte pour produire une pale rentable et fiable. Le projet PowderBlade, financé par l’UE, avait pour objectif de réduire le coût et le poids des grandes pales d’éoliennes pour diminuer le coût de la production d’énergie. Le projet a utilisé la technologie époxy en poudre composite(C-PET pour «Composite Powder Epoxy Technology») comme solution innovante pour relever les défis industriels de la fabrication de pales d’éoliennes plus légères, plus grandes et plus efficaces. Un coût inférieur pour une pale plus solide PowderBlade a décidé d’utiliser la C-PET pour maximiser la résistance des pales d’éoliennes et réduire ainsi le coût de leur production de 20 %. L’équipe a testé des stratifiés composites à base de C-PET, et les résultats ont montré que les matériaux en poudre époxy offrent de nombreux avantages, notamment de meilleures performances mécaniques par rapport aux processus de fabrication concurrents. Les chercheurs du projet ont également développé la conception d’une pale hybride en carbone-verre de 60 mètres plus légère, grâce aux meilleures propriétés mécaniques de la C-PET. Production rapide d’une grande pale L’équipe du projet PowderBlade a décidé de réduire le temps nécessaire à la production d’une grande pale de 100 mètres à moins de 24 heures en utilisant de la poudre époxy et une construction hybride carbone-verre. Elle a fabriqué des pièces de démonstration en utilisant de la C-PET avec un cycle de 6 heures pour le chauffage, le durcissement et le refroidissement d’un stratifié épais fabriqué à partir du matériau en poudre époxy. Elle a ainsi pu démontrer qu’une grande pale peut être produite en 8 heures, ce qui est une grande amélioration par rapport aux 24 heures actuellement constatées par l’industrie. Fabriquer un produit commercial Afin de commercialiser leur processus de fabrication et ses produits, l’équipe du projet PowderBlade a développé le système énergétique RivGen, une turbine marine hélicoïdale avec pales en fibre de carbone et supports en fibre de verre. «Le système énergétique RivGen représente un grand bond en avant pour l’avenir de la durabilité», explique Tomas Flanagan. Le système a été installé dans la rivière Kvichak à Igiugig, en Alaska, pour fournir de l’électricité à cette communauté éloignée. «L’objectif à court terme consistait à commercialiser cette technologie de matériaux innovants dans une pale de 60 mètres, la validation commerciale de la technologie conduisant ensuite à une utilisation de la technologie dans de grandes pales allant jusqu’à 100 m de longueur», déclare Tomas Flanagan. «Les projets futurs consistent à rechercher et à développer la technologie pour des applications dans d’autres secteurs, notamment les bateaux, les voitures, les appareils sous pression, les ponts composites et même des applications aérospatiales.» Mots‑clés PowderBlade, composite, pales d’éoliennes, énergie éolienne, technologie époxy en poudre composite
