Innovation dans le « Grand Eolien », 4 lauréats soutenus par l’Etat
Avec un objectif de 25 GW de puissance installée en France d’ici 2020, l’énergie éolienne s’impose de plus en plus comme l’une des ressources clés pour réduire la dépendance énergétique et les émissions de gaz à effet de serre du pays.
4 projets portés par des industriels ont été retenus dans le cadre d’un Appel à Manifestations d’Intérêt (AMI) lancé en août 2011 par l’Etat et ciblé sur les machines de grande capacité ou «Grand Eolien».
Ils ont en commun de réduire les coûts, d’améliorer la performance globale et de diminuer l’impact environnemental de l’ensemble des éléments constitutifs d’une éolienne, de la tour aux pales, en passant par la turbine et ses composants.
L’Etat participe ainsi au financement de 4 projets lauréats couvrant les éléments clefs de cette filière en construction.
Ce soutien de l’ADEME dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir consiste en un co-financement couvrant une partie du risque pris par ces entreprises. En fonction de leur degré de succès, ces projets leur ouvriront des perspectives sur le marché français et international et contribueront au développement de la filière sur le territoire national.
4 lauréats, 5 entreprises et 6 organismes de recherche bénéficiaires
La tour EOLIFT : Repenser la structure d’une éolienne pour la rendre plus compétitive et plus respectueuse de l’environnement
Les tours d’éoliennes, faites traditionnellement d’acier, portent de lourdes et imposantes turbines pour maximiser l’efficacité de l’éolienne. Pour les monter, les industriels font appel à des grues de très grande taille, rares donc peu disponibles et coûteuses. Très exposées au vent, elles sont obligées de s’interrompre régulièrement, ralentissent le chantier et alourdissent la facture pour le donneur d’ordre.
Freyssinet et ses partenaires (laboratoires publics LMR et LOMC) ont donc développé dans le cadre du projet Eolift, une tour en béton précontraint de grande hauteur (>100m), pouvant supporter des turbines de forte puissance (>3MW), et dotée d’une méthode de levage inédite permettant de se passer des grues de grande capacité. La tour Eolift et sa méthode de levage constituent donc une alternative innovante aux mâts en acier traditionnels, permettant ainsi d’accélérer la construction des parcs et de réduire de l’ordre de 15% les coûts liés au mât et à la fondation. La structure de la tour en béton est également moins énergivore que l’acier. La fabrication et le levage des éléments sur site réduiront considérablement les émissions de CO2 traditionnellement associées au transport de la tour et de la grue de grande capacité.
L’alternateur JEOLIS : Transformer la force du vent en électricité de façon plus économique et plus efficace.
Il existe aujourd’hui deux grandes familles d’alternateurs : les alternateurs à aimants permanents – privilégiés par les industriels car ils offrent un meilleur rendement – et les alternateurs à rotor bobiné. Cependant, les aimants permanents sont plus contraignants à entretenir et plus coûteux car fabriqués à base de terres rares, un minerai importé, cher et dont l’extraction a un fort impact environnemental.
Dans le cadre du projet Jeolis, Jeumont et ses partenaires (la ferme éolienne du Portel Plage et les laboratoires publics L2EP et TEMPO) ont développé un alternateur hybride afin d’optimiser la chaîne de conversion électrique des éoliennes. Ce mécanisme innovant est composé d’un rotor bobiné dont les performances sont améliorées par un nombre très réduit d’aimants permanents.
Cette nouvelle technologie permettra de réduire le coût des alternateurs et de leur entretien, tout en proposant des performances similaires, voire supérieures aux alternateurs à aimants permanents conventionnels. Sur le plan stratégique et environnemental, l’objectif de réduction par 4 de la masse d’aimants permanents utilisée réduira d’autant la dépendance aux approvisionnements en terres rares qu’ils nécessitent.
Les roulements WINDPROCESS : Développer une filière française industrielle stratégique de roulements
Les roulements, composants mécaniques utilisés pour favoriser la rotation, sont essentiels au bon fonctionnement et à la fiabilité des éoliennes, notamment des plus grandes pour les projets offshore.
Le projet Windprocess développe une expertise sur les procédés de fabrication de roulements de grande dimension (jusqu’à 4 mètres de diamètre) destinés aux applications éoliennes. Il favorise aussi l’émergence d’une filière industrielle française de production de ces roulements et enfin, devrait permettre à terme la création de 130 emplois.
NTN-SNR et ses partenaires (laboratoires publics ENSAM et ARTS) appliqueront les procédés de production les plus innovants (traitement thermique, tournage dur, perçage vibratoire…) afin d’accroître la fiabilité des roulements et de diviser par 20 l’énergie électrique consommée lors du traitement de surface de ces derniers.
Les premiers aérogénérateurs industriels d’AOF : Développer la fabrication industrielle d’aérogénérateurs de grande puissance plus performants de type Haliade 150.
Les champs d’éoliennes au large peuvent être situés à plusieurs dizaines de kilomètres des côtes : s’ils bénéficient alors de vents plus puissants et plus stabilisés, ils nécessitent aussi le développement de technologies spécifiquement conçues, robustes et adaptées.
L’objectif de la société de projet AOF est d’accompagner l’industrialisation de l’Haliade 150, machine de 6 MW, constituant une nouvelle génération d’éolienne en mer de grande puissance proposant différentes innovations technologiques et dotée d’un rotor de 150m de diamètre.
Le projet prévoit la création de trois usines. Deux sont situées sur le site de Saint Nazaire : une usine d’assemblage de nacelles et une usine d’alternateurs à aimants permanents. La troisième est à Cherbourg : usine de fabrication de pales. Enfin, AOF est un maillon clef d’un projet industriel plus vaste annoncé par le Premier ministre et par Alstom le 21 janvier 2013.
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