L’utilisation de drones pour exploiter l’énergie éolienne pourrait jouer un rôle dans la mission du Royaume-Uni visant à atteindre la neutralité carbone.
Le Dr Duc H. Nguyen, maître de conférences en dynamique et contrôle de vol à l’Université de Bristol, a obtenu une subvention du Conseil de recherche en ingénierie et sciences physiques (EPSRC) pour approfondir ses recherches dans le domaine émergent des systèmes éoliens aéroportés (AWES).
En attachant un drone à une station au sol, les AWES captent l’énergie éolienne à des altitudes plus élevées que les éoliennes conventionnelles. Le vent fort tire le drone loin de la station au sol, entraînant le générateur et produisant de l’électricité.
Avantages pour le secteur énergétique britannique
Cette technologie peut bénéficier au secteur énergétique du Royaume-Uni en réduisant son empreinte carbone, en offrant une flexibilité offshore et onshore, et en améliorant la capacité à opérer dans des zones reculées.
Pour générer le maximum de puissance, les AWES doivent voler selon des schémas complexes tout en étant soumis à de fortes forces aérodynamiques. Cette configuration crée un système complexe aux caractéristiques de maniement délicates – une légère erreur de calcul pourrait faire chuter le drone au sol.
Défis et solutions
C’est ce défi que le Dr Nguyen et ses collaborateurs espèrent résoudre au cours de ce projet. En améliorant la sécurité et l’efficacité des AWES, il espère que le projet ouvrira la voie à la commercialisation des AWES.
Le Dr Nguyen, de l’École de génie civil, aérospatial et de design, a expliqué : « L’énergie éolienne aéroportée a un potentiel énorme et devrait générer 70 milliards d’euros par an d’électricité d’ici 2050. »
« Cependant, il s’agit encore d’une technologie émergente. Dans de nombreux cas, un compromis a été fait : de nouveaux designs ont été rapidement déployés pour des vols d’essai avant que leurs caractéristiques de vol ne soient pleinement comprises. Cela a empêché de nombreux prototypes d’AWES d’atteindre leur pleine capacité en opération, conduisant à une fin prématurée du programme et entravant la commercialisation. »
Techniques numériques pour la sécurité et l’efficacité
« Ce projet vise à relever ce défi grâce à l’utilisation de méthodes de bifurcation et de continuation. »
Ces techniques numériques ont été utilisées avec succès dans les études dynamiques des aéronefs pour prédire des comportements dangereux tels que les oscillations induites par le pilote, le flutter et le spin.
Le Dr Nguyen a conclu : « En remplaçant les techniques existantes par des méthodes de bifurcation, les AWES peuvent réaliser des économies de coûts significatives et des performances améliorées qui rapprocheront finalement cette technologie de la commercialisation. »
Collaborations et perspectives
En plus du financement de l’EPSRC, le projet bénéficie également de collaborations avec deux acteurs majeurs du secteur, la startup norvégienne Kitemill et l’Université Carlos III de Madrid.
Thomas Hårklau, co-fondateur et directeur général de Kitemill, a ajouté : « Le lancement et le financement réussi de ce projet AWES est un développement important dans le secteur des énergies renouvelables. La technologie AWES, avec son efficacité matérielle exceptionnelle et ses rendements énergétiques plus élevés, a le potentiel de devenir une force dominante dans l’industrie énergétique. »
« Nous sommes ravis de collaborer avec Duc Nguyen et l’Université de Bristol sur cette initiative. Ce projet non seulement fait progresser la mission de neutralité carbone du Royaume-Uni, mais assure également la compétence britannique dans ce secteur émergent. Ensemble, nous visons à relever les défis actuels et à ouvrir la voie à la commercialisation des AWES. »
