Identifier les sites éoliens les plus propices
Le vent, une source d’énergie gratuite, propre et abondante qui peut être utilisée pour produire de l’électricité, comptait pour plus d’un tiers du total de l’électricité produite à partir de sources renouvelables dans l’UE en 2021. Les constantes améliorations apportées à la fabrication et à la conception des éoliennes ont permis de réduire continuellement les coûts, faisant de l’énergie éolienne une option d’énergie renouvelable de plus en plus attrayante. Certains problèmes persistants ont toutefois limité le déploiement de l’énergie éolienne. Il s’agit notamment du manque d’informations précises et détaillées relatives aux conditions régnant sur les sites potentiels des parcs éoliens. Ces informations sont pourtant indispensables pour maximiser l’énergie produite par un parc éolien et minimiser son empreinte sonore. «Le manque de connaissances dans ce domaine est particulièrement critique si l’on considère le déploiement potentiel d’éoliennes urbaines», explique Christophe Schram, coordinateur du projet zEPHYR, de l’Institut von Karman pour la dynamique des fluides, en Belgique. «Ces éoliennes sont conçues pour exploiter les caractéristiques spécifiques du vent dans la canopée urbaine (c’est-à-dire au-dessus des toits et entre les bâtiments). L’acceptation par la société des installations d’éoliennes constituent un autre élément important qui entrave la pleine exploitation de l’énergie éolienne, notamment dans les environnements urbains.»
Développer des modèles atmosphériques avancés
Le projet zEPHYR, soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, visait à identifier et à développer des méthodes et des outils destinés à aider les décideurs politiques et les parties prenantes à déterminer l’emplacement où les éoliennes devraient être déployées, pour une production d’énergie maximale. Pour ce faire, le projet a rassemblé un groupe de chercheurs en début de carrière afin d’étudier et développer des modèles atmosphériques avancés à différentes échelles. «Nous avons d’abord identifié un besoin d’outils permettant de générer des données de vent précises, résolues dans le temps et à l’échelle pour des terrains et des conditions atmosphériques spécifiques», ajoute Christophe Schram. «Le deuxième besoin identifié était la mise à niveau d’outils et de méthodes de pointe pour prévoir la récupération de l’énergie éolienne, la réponse structurelle et la fatigue des turbines, ainsi que le bruit induit par l’écoulement de l’air. Sur le plan sociétal, les différents impacts positifs des éoliennes pour les résidents, ainsi que les impacts visuels ou acoustiques, devaient également être abordés.»
Dépôt en ligne pour la recherche sur l’énergie éolienne
L’équipe du projet a consacré énormément de temps à la recherche théorique et numérique, afin de valider et d’affiner ces outils de simulation. Ce travail expérimental a ensuite été complété par des essais en soufflerie, ainsi que par l’analyse d’éoliennes urbaines à axe vertical à l’échelle réelle, afin de garantir la précision de ces modèles théoriques. «Nous avons également mené des études sur le terrain afin de recueillir et de classer les aspects sociétaux liés au déploiement d’éoliennes urbaines», explique Christophe Schram. L’équipe du projet a pu procéder à une validation croisée des outils de simulation pour les performances aérodynamiques, la dynamique structurelle et l’empreinte sonore. «Nous espérons que nos efforts soutiendront les développements futurs de la communauté scientifique dans le domaine de l’énergie éolienne», confie Christophe Schram.
Des éoliennes plus puissantes et plus silencieuses
Les prochaines étapes consisteront à exploiter les données recueillies dans le cadre du projet zEPHYR pour améliorer l’installation des éoliennes, notamment en milieu urbain. Cela pourrait mener à la conception d’éoliennes plus performantes et plus silencieuses dans les environnements ruraux et urbains, répondant ainsi aux objectifs de l’Europe de décarbonisation du paysage énergétique. «Certains des outils de simulation atmosphérique pourraient également être utilisés dans d’autres domaines, par exemple pour évaluer la sécurité, le bruit et, à terme, l’acceptation par la société de nouveaux services tels que les drones de livraison ou la mobilité aérienne urbaine», ajoute Christophe Schram. «Un projet de suivi Marie Sklodowska Curie a été soumis dans ce sens.»
Mots‑clés
zEPHYR, énergie éolienne, turbines, renouvelable, décarboniser, énergie, urbain
