Les entreprises énergétiques du monde entier développent des équipements d’énergie renouvelable plus durables et plus efficaces afin d’accélérer la transition verte mondiale. Les dernières décennies ont vu des progrès significatifs, avec des éoliennes plus grandes et plus robustes, ainsi que des panneaux solaires plus résistants. À mesure que ces recherches se poursuivent, plusieurs innovations émergentes pourraient accroître sensiblement la production d’énergie renouvelable dans les années à venir.

Les ajouts mondiaux de capacité éolienne devraient atteindre 160 GW en 2026, alors que les pays continuent d’investir dans l’énergie propre, selon une analyse de janvier de Wood Mackenzie. Cela représente une baisse de 6 % par rapport à 2025, année au cours de laquelle un record de 170 GW a été ajouté. Le cabinet de recherche a attribué en partie ce recul à la fin par la Chine d’un cycle de développement de cinq ans. Les États-Unis devraient ajouter 46 GW de nouvelle capacité éolienne entre 2025 et 2029, bien que des politiques de l’administration Trump qui freinent le développement de l’énergie éolienne puissent avoir un effet négatif sur le secteur éolien américain.

Au cours de la dernière décennie, d’importants investissements en recherche et développement ont entraîné des avancées majeures dans la technologie des éoliennes. Les chercheurs ont considérablement amélioré la conception des pales, tandis que les entreprises ont déployé des technologies offshore et flottantes, l’intégration aux réseaux intelligents et le stockage par batteries pour accroître la production d’énergie propre. Ces efforts ont été soutenus, dans plusieurs pays, par l’adoption de politiques favorables à l’implantation de l’éolien terrestre et en mer.

La plupart des éoliennes modernes se composent d’un rotor, avec deux ou trois pales montées sur un moyeu. Ces pales ont été conçues sur le plan aérodynamique pour capter l’énergie cinétique du vent lorsqu’elles tournent. Quand le vent souffle, il fait tourner le rotor, transformant l’énergie éolienne en énergie mécanique, qui est ensuite transmise par l’arbre à une boîte de vitesses afin d’augmenter la vitesse de rotation et d’entraîner un générateur. Le générateur convertit ensuite l’énergie mécanique en énergie électrique propre, envoyée au réseau pour être acheminée.

La conception des pales d’éoliennes s’est considérablement améliorée ces dernières années. Les nouvelles turbines sont construites avec des pales de rotor plus grandes et plus légères, capables de capter davantage d’énergie éolienne, même à des vitesses de vent plus faibles, ce qui rend les turbines plus efficaces et adaptées à un large éventail de sites. Certaines des plus grandes turbines au monde, comme la GE Haliade-X, ont un diamètre de rotor de 220 mètres - d’autres frôlent les 30 mètres. Les chercheurs ont également intégré des technologies avancées dans les nouvelles pales, comme des capteurs et des actionneurs qui ajustent leur angle en temps réel afin d’améliorer la production d’énergie. Les turbines gagnent aussi en hauteur pour exploiter davantage de puissance éolienne, certaines dépassant 150 mètres. En outre, les turbines modernes dépassent désormais 15 MW par unité, ce qui signifie qu’un nombre inférieur de turbines suffit pour produire de vastes quantités d’électricité propre.

Des avancées importantes sont observées dans l’éolien en mer. La start-up espagnole Optimised Generators a विकसितé un générateur d’éolienne de 15 MW, moins cher, plus léger et plus facile à réparer que les modèles actuels, dans le cadre du projet LIGHTWIND financé par l’UE. Cela devrait faire progresser l’éolien offshore flottant.

Une grande partie du potentiel mondial de production éolienne offshore se trouve dans des eaux de plus de 60 mètres de profondeur, trop profondes pour des turbines à fond fixe. Les entreprises déploient de plus en plus d’éoliennes offshore flottantes dans ces eaux, mais des difficultés telles que la complexité des installations, les coûts de réparation élevés et des nacelles trop lourdes en partie supérieure ont limité le déploiement de cette technologie. La conception OptiGen pourrait aider les entreprises énergétiques à surmonter certains de ces obstacles et encourager le développement de davantage de parcs éoliens flottants, selon le portail de recherche CORDIS de l’UE.

En Chine, des essais ont été menés avec succès sur une turbine aéroportée capable de produire de l’électricité tout en flottant à 2 km d’altitude. Le S2000 Stratosphere Airborne Wind Energy System a été testé à 2 000 mètres dans la province du Sichuan, dans le sud-ouest de la Chine, où les chercheurs ont démontré que l’appareil pouvait produire de l’énergie et l’envoyer au réseau via des câbles aériens reliant l’air au sol. La technologie fonctionne comme une centrale électrique aéroportée, composée d’une plateforme de dirigeable équipée d’éoliennes.

Un autre concept qui gagne du terrain est l’éolienne sans pales. La start-up Vortex a développé une éolienne sans pales de 3 mètres de haut, avec un cylindre à sommet courbe fixé verticalement à l’aide d’une tige élastique. L’appareil est conçu pour osciller dans la plage de vent et produire de l’électricité à partir des vibrations.

Vortex espère que sa conception sera utilisée dans des zones urbaines et résidentielles où les turbines traditionnelles ne conviennent pas. David Yáñez, l’inventeur de Vortex Bladeless, a expliqué : « Nous ne sommes pas contre les parcs éoliens traditionnels… Notre technologie présente des caractéristiques différentes qui peuvent aider à combler les lacunes là où les parcs éoliens traditionnels pourraient ne pas être appropriés. »

Les chercheurs ont réalisé des progrès importants dans la conception et le développement des éoliennes ces dernières années, contribuant à améliorer l’efficacité et la capacité de production des parcs éoliens dans le monde entier. Plusieurs nouvelles technologies de production éolienne devraient être déployées dans les années à venir, notamment des éoliennes flottantes innovantes, des centrales électriques aéroportées et des éoliennes sans pales.

Par Felicity Bradstock pour Oilprice.com

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