L’énergie éolienne est devenue une source d’énergie renouvelable majeure aux États-Unis, dépassant même l’hydroélectricité. Cependant, la fabrication et le transport des pales d’éoliennes posent encore des défis en termes de durabilité et de coûts. Une équipe de chercheurs de Virginia Tech travaille sur des solutions innovantes pour rendre cette source d’énergie encore plus durable et accessible.
Une nouvelle approche de fabrication des pales d’éoliennes
Grâce à une subvention de 2 millions de dollars du Département de l’Énergie, les chercheurs de Virginia Tech développent de nouveaux procédés de fabrication additive, de conception computationnelle et utilisent un matériau thermoplastique recyclable et à haute résistance. L’équipe, dirigée par les professeurs Chris Williams et Michael Bortner, vise à réduire considérablement les déchets, à éliminer les matériaux dangereux et à permettre l’impression 3D de pales d’éoliennes entièrement recyclables.
Pour atteindre cet objectif, l’équipe combine trois innovations clés : l’impression robotisée de grands objets à l’aide d’une nouvelle technologie créée dans le laboratoire DREAMS, l’utilisation de techniques d’optimisation de conception uniques pour améliorer la résistance et l’efficacité des matériaux imprimés, et l’emploi d’un nouveau composite polymère entièrement recyclable, fourni par l’équipe du professeur Bortner.
Des améliorations environnementales pour l’avenir
Actuellement, les pales d’éoliennes sont fabriquées dans des installations de production hors site, nécessitant de longs délais et un transport coûteux. La nouvelle technologie d’impression développée par l’équipe pourrait un jour permettre de produire de grandes pales d’éoliennes à proximité du site d’installation, éliminant ainsi les défis liés à leur transport.
De plus, les matériaux utilisés dans la construction des pales jouent un rôle essentiel dans leurs performances et leur durabilité. Le nouveau procédé éliminera l’utilisation de matériaux dangereux dans la fabrication, rendant les pales réutilisables. Comme l’explique le professeur Bortner, «nous avons une conception de matériau innovante qui, lorsqu’elle est traitée par impression 3D, produit non seulement les propriétés traditionnellement utilisées pour fabriquer les pales d’éoliennes, mais est également entièrement recyclable».
Une collaboration interdisciplinaire pour un succès à grande échelle
L’équipe de recherche collabore avec plusieurs groupes de l’industrie éolienne, notamment le National Renewable Energy Laboratory (NREL) et TPI Composites, pour s’assurer que leur recherche a une pertinence industrielle. Le Stability Wind Tunnel de Virginia Tech sera utilisé pour effectuer des mesures aéroacoustiques des pales d’éoliennes imprimées.
Cette collaboration interdisciplinaire vise à traduire les résultats de la recherche dans les installations des partenaires industriels et à évaluer les matériaux et les trajectoires d’impression robotisée optimisées sur leurs grandes plateformes de fabrication additive robotisée. L’objectif final est de produire des pales d’éoliennes sur site dans les parcs éoliens à travers les États-Unis, rendant ainsi l’énergie éolienne plus durable et accessible.
Légende illustration : Alex Ryan (à gauche) et Cameron Jordan (à droite) travaillent dans le laboratoire DREAMS avec Chris Williams qui explique les multiples aspects d’une grande imprimante 3D à bras robotique multi-axes.
