Elle ne ressemble en rien à une éolienne classique, mais cette piste ovale munie d’ailes régulièrement espacées pourrait constituer un élément extrêmement perturbateur dans le domaine des énergies renouvelables, car elle abaisse le coût de l’énergie éolienne à un niveau sans précédent.
Airloom Energy, une entreprise du Wyoming aux Etats-Unis, est sortie de la clandestinité avec un nouveau PDG tout droit sorti de Google[x], un financement de démarrage de 4 millions de dollars, mené par le fonds Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates, et une approche technique radicalement différente qui, selon elle, modifie fondamentalement l’équation financière pour les parcs d’éoliennes.
Les éoliennes sont de plus en plus gigantesques, certaines d’entre elles étant plus hautes que la tour Eiffel et comptant parmi les plus grandes machines mobiles de l’histoire. Et elles continueront à grossir, car plus elles sont grandes, plus l’énergie incite à allonger les pales.
Les budgets consacrés aux matériaux, à la fabrication, au transport, à la logistique, à la construction et à la maintenance subissent tous un coup dur lorsqu’il s’agit de longues pales, de structures de tours élevées et de générateurs massifs qui doivent vivre au sommet de ces tours et soutenir les pales.
L’approche d’Airloom rend le tout beaucoup plus petit et beaucoup plus proche du sol. Une installation Airloom de 2,5 MW utiliserait un certain nombre de poteaux de 25 m pour suspendre une piste de forme ovale, dans laquelle une série de pales de 10 m seraient installées, reliées par un câble.
À l’instar des voiliers, qui peuvent capter l’énergie du vent dans n’importe quelle direction, à l’exception de l’avant ou de l’arrière, ces pales captent l’énergie du vent en se déplaçant autour de la piste, qui est orientée de manière à ce que ses longs côtés soient inclinés pour capter un maximum de vent et que ses extrémités courtes soient des espaces où les pales peuvent changer de direction tandis que le reste des pales les tirent autour.
Les prises de force récoltent le mouvement linéaire du câble pour faire fonctionner les générateurs. Alors qu’une éolienne classique tire le maximum de couple des extrémités de ses pales et très peu des bouts les plus proches du moyeu, la longueur totale de chacune des pales du système Airloom contribuera à tirer l’ensemble de la boucle, avec en fait une courte pause deux fois par révolution lorsqu’elles se retournent aux extrémités.
Ainsi, une voie Airloom de 2,5 MW tiendra sur un seul camion, elle ne nécessitera pas d’énormes grues de tour d’éolienne (ni d’ailleurs les remarquables grues grimpantes qui commencent à apparaître), les pièces peuvent être construites dans des usines relativement petites, à partir de matériaux non spécialisés, et chaque étape de l’installation et de la maintenance devient plus facile, moins coûteuse et plus sûre.
Par rapport à une turbine ordinaire, par exemple cette unité GE de 2,5 MW – un ventilateur de 100 m de diamètre soutenu par un moyeu situé à 85 m de haut sur une tour en acier tubulaire – Airloom affirme qu’un rail d’aile représentera moins de 10 % du coût, soit quelque chose comme 225 000 dollars. Si l’on ajoute les besoins en terrain et autres, l’installation d’un parc éolien complet promet de représenter moins de 25 % du coût d’investissement, soit moins de 6 millions de dollars pour un parc éolien de 20 MW.
En outre, Airloom affirme que sa conception permettra de réduire le coût de l’énergie éolienne à environ un tiers de ce qu’il coûte aujourd’hui par kilowattheure, soit environ 1,3 centime par kilowattheure, ce qui rendra l’une des formes d’énergie renouvelable les moins chères beaucoup, beaucoup moins chères.
Un premier prototype à petite échelle fonctionne déjà
Le système promet également d’être beaucoup moins intrusif visuellement que les grandes tours d’éoliennes, ce qui pourrait le rendre adapté à un plus grand nombre de sites et réduire l’opposition des « NIMBY » (NIMBY ou Nimby est l’acronyme de l’expression anglaise « Not In My BackYard », qui signifie littéralement « pas dans mon arrière-cour » ou « pas dans mon jardin, en fait les gens qui n’aiment pas l’énergie). Il est capable de s’étendre horizontalement, au point que les pistes pourraient s’étendre sur des kilomètres, et la hauteur du système peut également être modifiée pour optimiser l’utilisation d’un site donné.
« Pendant des décennies, l’industrie éolienne a réduit le coût de la production d’énergie en construisant des turbines de plus en plus grandes », a déclaré Carmichael Roberts, de Breakthrough Energy Ventures, dans un communiqué de presse. « Bien que cette approche ait été extrêmement efficace pour réduire les coûts globaux, elle est aujourd’hui confrontée à des défis en termes d’implantation et de coût des matériaux. L’approche unique d’Airloom peut résoudre ces deux problèmes, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités de marché pour l’énergie éolienne, ce qui permettra de réduire davantage les coûts. Nous attendons avec impatience le leadership de Neal [Rickner], [nouveau PDG], pour mettre cette technologie révolutionnaire sur le marché ».
Avec des prototypes à petite échelle déjà opérationnels, Airloom utilisera son financement d’amorçage pour prouver la technologie avec un dispositif d’essai de 50 kW, et passera ensuite à la commercialisation et à la mise à l’échelle.
Il serait intéressant de connaître le facteur de capacité de ces systèmes de rails d’ailes dans un parc éolien, par rapport au facteur de capacité moyen de 35 % des éoliennes terrestres aux États-Unis. On pourrait penser qu’en étant plus bas sur le sol, le système Airloom pourrait ne pas bénéficier des vitesses de vent plus élevées en altitude.
Airloom affirme également que son idée fonctionnera au large des côtes, là où se trouvent la plupart des meilleures ressources éoliennes. C’est intéressant ; on peut supposer qu’il suffira d’installer des mâts plus longs, ancrés dans le sol marin.
