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Jun 01, 2023

Énergie éolienne : les éoliennes en bois pourraient rendre l'industrie plus durable

Par Madeleine Cuff 1 décembre 2022

Par Madeleine Manchette

1 décembre 2022

Sections d'une tour d'éolienne en bois en construction dans l'usine de fabrication de Modvion

Modvion

Ce qui suit est un extrait de notre newsletter Fix the Planet, un e-mail hebdomadaire sur les solutions à la crise climatique.

Au Royaume-Uni, l'éolien terrestre a été bloqué dans une sorte de distorsion temporelle. En Angleterre, seule une poignée de nouveaux parcs éoliens terrestres ont été construits depuis 2015, lorsque le gouvernement britannique a resserré les règles de planification régissant la technologie, étouffant de nouveaux projets. (Les nations décentralisées ont des règles différentes, l'Écosse prévoyant de doubler sa capacité éolienne terrestre d'ici la fin de la décennie.) Cela signifie que de nombreuses turbines disséminées dans la campagne anglaise ont au moins une décennie et, franchement, semblent plutôt fatiguées.

De ce point de vue, il serait facile de supposer que l'énergie éolienne est une industrie qui évolue lentement - que les turbines installées il y a 25 ans ressemblent aux turbines qui sortent des chaînes de production aujourd'hui. Mais loin du bourbier de l'éolien onshore anglais, l'effervescence est au rendez-vous. Les start-ups conçoivent de nouvelles et meilleures conceptions pour la prochaine génération d'éoliennes. Et l'une des idées les plus prometteuses est de transformer les arbres en turbines.

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Traditionnellement, les éoliennes sont fabriquées à partir d'un mélange de différents matériaux. Les tours sont généralement construites en acier ou en béton, tandis que les pales sont généralement en époxy ou en polyester renforcé de fibre de verre.

Les tours en acier sont énergivores à produire, tandis que les pales ne peuvent généralement pas être recyclées et finissent souvent à la décharge à la fin de leur vie.

Il y a aussi un problème de taille. Des turbines plus hautes peuvent récolter le vent plus efficacement, mais les coûts de construction des tours en acier augmentent avec la hauteur. Le transport et l'installation de turbines deviennent également un casse-tête coûteux à mesure que les tours deviennent grandes.

Ce problème a incité les entreprises éoliennes à commencer à concevoir de meilleures éoliennes.

La start-up suédoise Modvion a développé un système pour construire des tours de turbine à l'aide de sections de bois lamellé-collé.

Les tours en bois sont plus légères que l'acier et peuvent être construites en sections à emboîter sur place. Cela rend les turbines plus hautes et plus puissantes moins chères et plus faciles à transporter, explique Erik Dölerud, ingénieur chez Modvion. "L'ensemble du marché se tourne vers les hautes tours, et plus les tours sont hautes, plus cet avantage de base du bois devient important", dit-il. "Donc, c'est définitivement une solution rentable pour ces installations."

De plus, la production d'une tour en bois au lieu d'une tour en acier génère 90 % d'émissions de dioxyde de carbone en moins, selon Modvion. Et lorsque la turbine arrive en fin de vie, les segments modulaires de la tour peuvent être réutilisés.

Dölerud dit que le bois des tours déclassées pourrait être utilisé comme poutres porteuses dans l'industrie du bâtiment, puis après cela, ils pourraient devenir des cloisons, puis du papier. "C'est essentiellement notre vision - avoir une réutilisation en cascade du matériau en six ou sept étapes, pendant plusieurs centaines d'années, afin que nous tirions le meilleur parti de chaque fibre de cellulose avant de la renvoyer dans l'atmosphère", dit-il. .

L'entreprise a déjà une tour de 30 mètres en service sur l'île suédoise de Björkö, qui a été érigée en 2020. Le projet pilote a aidé l'entreprise à attirer l'attention du fabricant de turbines Vestas, qui a investi dans Modvion l'année dernière.

Les travaux sont en cours sur une turbine de 100 mètres de haut pour Varberg Energi, qui devrait être achevée l'année prochaine et devrait ouvrir la voie au déploiement commercial de tours en bois. À terme, les tours pourraient atteindre des hauteurs allant jusqu'à 150 mètres. "L'objectif final est d'être l'un des principaux fournisseurs mondiaux de tours d'éoliennes dans les années 2030", déclare Dölerud.

À l'intérieur d'une tour en bois

Modvion

Pendant ce temps, la start-up allemande Voodin Blades envisage de construire des éoliennes avec des pales en bois, plus légères et plus faciles à éliminer que les pales en fibre de verre.

Elle construit ses premières pales de 20 mètres de long, qui seront installées sur une turbine test d'une capacité de 0,5 mégawatt à Warburg, en Allemagne, d'ici la fin de l'année. Des travaux sont également en cours sur une pale de 80 mètres de long qui pourrait être installée sur une turbine d'une capacité allant jusqu'à 6 mégawatts, la taille utilisée dans les fermes commerciales.

En novembre, l'entreprise a annoncé un partenariat avec Stora Enso, une entreprise finlandaise qui fabrique du papier, de la pâte et d'autres produits forestiers. Stora Enso fournit son bois de placage stratifié (LVL) pour fabriquer les pales.

Stora Enso – qui fournit également du bois à Modvion – affirme que son LVL est deux fois plus résistant que l'acier par rapport au poids et peut fonctionner aussi bien que la fibre de verre dans une aube de turbine. "C'est un matériau solide, un matériau léger, qui se reproduit", explique Saki Boukas, qui dirige la division bois de Stora Enso.

À terme, les turbines pourraient être fabriquées à partir de tours en bois et de pales en bois, explique Dölerud. "Je pense que c'est une très bonne idée", dit-il. "Je pense que le bois de construction devrait être utilisé pour plus d'applications qu'il ne l'est actuellement. C'est un matériau d'ingénierie haut de gamme, et il devrait être utilisé pour des applications d'ingénierie plus haut de gamme."

Alors, quel est le problème ? Selon Boukas, le plus grand défi consiste peut-être à convaincre les ingénieurs peu enclins à prendre des risques de tenter leur chance avec le bois. "Sur le plan technologique, je ne vois aucun problème. C'est une technologie connue, et tout cela est assez clair. C'est plus le temps et les nouvelles technologies qui arrivent sur le marché, et tout le monde doit le sentir, le toucher et le sentir avant de pouvoir l'accepter. pleinement », dit-il.

Pourtant, John Hall de l'Université de Buffalo, New York, pense que l'idée des éoliennes en bois est prometteuse, notamment parce que l'énorme demande d'éoliennes dans les décennies à venir va mettre l'industrie sidérurgique sous forte pression. Selon certaines prévisions, la valeur du marché mondial des éoliennes devrait doubler d'ici la fin de la décennie - la capacité de production d'acier aura du mal à suivre.

L'industrie peut être naturellement "averse au risque", dit-il, mais cela changera rapidement si les matériaux se font rares. "Si [l'industrie] commence à connaître des pénuries ou quoi que ce soit qui va ralentir sa croissance, je pense qu'elle sera ouverte à l'innovation", dit-il.

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