DES ÉOLIENNES PLUS PERFORMANTES, SANS RIEN CHANGER OU PRESQUE
Avant un hiver qui s’annonce rude sur le plan énergétique, des ingénieurs américains, espagnols et indiens ont trouvé une astuce logicielle pour améliorer le rendement de nos parcs éoliens.
En 2020, la part des énergies renouvelables dans la production mondiale d’électricité a atteint 29 %. Une progression record, qui doit se poursuivre au pas de course, pour espérer atteindre le « zéro émission nette de CO2 » en 2050. En plus du renouvellement et de l’accroissement du parc nucléaire, les gouvernements comptent beaucoup sur l’éolien pour y parvenir. Le secteur produit aujourd’hui environ 5 % de l’énergie électrique. La France, qui compte plus de 2120 installations, a produit 18877 mégawatts en 2021, soit 7,8 % de la consommation électrique globale. Le gouvernement souhaite atteindre une production comprise entre 21800 et 26000 mégawatts d’ici fin 2023.
Algorithme prédictif et effet de sillage
Pour cela, il sera nécessaire de déployer un grand nombre de parcs supplémentaires. Mais peut-être pas autant que prévu. Des chercheurs des instituts de technologie du Massachusetts (MIT) et de Californie, en collaboration avec le fabricant d’éoliennes espagnol SiemensGamesa et l’entreprise d’énergies renouvelables indiennes ReNew Power, viennent en effet de démontrer qu’il est possible d’augmenter la puissance électrique d’un parc éolien, y compris déjà installé, sans aucune modification matérielle ni coût supplémentaire*. Par magie? Non, grâce à la physique! Un parc éolien est constitué d’un grand nombre de turbines installées assez proches les unes des autres, en raison de contraintes liées au foncier bien sûr, mais aussi pour réduire les nuisances sonores ou protéger la faune et la flore. Le problème, c’est qu’à cause de cette promiscuité, les éoliennes produisent des turbulences aérodynamiques lorsqu’elles tournent, ce qui affecte le fonctionnement des turbines proches et réduit leur efficacité. L’impact n’est certes pas énorme – les chercheurs l’estiment entre 1 et 3 % –, mais rapporté au nombre d’éoliennes mondiales, cela représente un manque à gagner d’environ un milliard d’euros par an, soit l’équivalent de 3600 turbines. Pour éviter cette perte sèche, les chercheurs ont développé un algorithme capable de prédire la production électrique de chaque turbine d’un parc, en fonction des vents bien sûr, mais aussi en tenant compte des turbulences de sillage générées par les turbines alentour. Les scientifiques l’ont testé et validé lors de deux campagnes de plusieurs mois réalisées dans un parc éolien indien. Ainsi, il suffit de programmer chaque éolienne pour qu’elle s’oriente non plus vers sa position de fonctionnement optimale, mais de manière à éviter que ses turbulences affectent les autres, avec un décalage de quelques degrés. Lorsque la configuration est idéale, la production électrique totale dépasse le déficit de production de chaque éolienne mesurée individuellement. Le principal atout de ce modèle, c’est qu’il peut être adapté facilement à n’importe quel parc éolien. Et bien entendu, il permettra d’installer plus de turbines sur un même espace, dans les installations futures.