Une nouvelle arme contre le givre sur les éoliennes : les drones

Les conditions humides et froides sont un défi pour l’énergie éolienne. Lorsqu’une couche de glace se forme sur les pales des turbines, cela peut entraîner un déséquilibre de rotation et donc une usure accrue. Une équipe de l’institut allemand de Fraunhofer a mis au point une solution innovante pour protéger les pales des éoliennes contre le givre en utilisant des drones.

Le défi du givre pour les éoliennes

Les conditions humides et froides sont un véritable défi pour l’énergie éolienne. Lorsqu’une couche de glace se forme sur les pales des turbines, cela peut entraîner un déséquilibre de rotation et donc une usure accrue. Dans de tels cas, les turbines doivent souvent être arrêtées pendant plusieurs jours, entraînant des pertes massives pour les opérateurs en raison de l’interruption de la production d’électricité.

Une solution innovante : l’utilisation de drones

Pour la première fois, une équipe du Fraunhofer a réussi à utiliser des drones pour protéger les pales des éoliennes contre le givre.

Cette nouvelle technique a été développée conjointement par des experts de l’Institut Fraunhofer pour la technologie de fabrication et les matériaux avancés IFAM et de l’Institut Fraunhofer pour l’ingénierie de fabrication et l’automatisation IPA dans le cadre du projet «TURBO – Revêtement temporaire par le biais de drones».

Jusqu’à présent, les opérateurs qui voulaient protéger leurs éoliennes contre le givre devaient investir beaucoup d’argent : les tapis chauffants qui peuvent être intégrés dans les pales ou les systèmes pour pomper de l’air chaud dans les rotors sont extrêmement coûteux, tout comme l’utilisation d’hélicoptères pour pulvériser un agent de dégivrage sur les turbines. « Les drones qui ne sont utilisés qu’en cas de besoin offrent une alternative rentable », précise Andreas Stake, chef de projet à l’IFAM Fraunhofer.

Les conditions pour l’utilisation de drones

Pour utiliser des drones pour prévenir le givre, un certain nombre de conditions doivent être remplies : Les matériaux de revêtement doivent être respectueux de l’environnement, avoir une bonne adhérence et une durabilité suffisante pour rester sur les rotors pendant des semaines et les protéger de la glace.

Le système de pulvérisation utilisé doit être très précis mais léger en même temps. Enfin, les drones doivent avoir une grande capacité de charge et permettre un contrôle très précis.

Un prototype réussi

Les chercheurs de Fraunhofer travaillant sur le projet TURBO ont réussi à développer un prototype qui répond à toutes ces exigences : Le matériau de revêtement conçu par les scientifiques de l’IFAM Fraunhofer à Brême est fabriqué à partir d’urée et de cire, est respectueux de l’environnement et présente une bonne adhérence.

Ce matériau peut être appliqué rapidement et facilement à l’aide d’une technique de pulvérisation et sèche également rapidement. Le revêtement a été testé dans une chambre à glace à l’institut pour confirmer qu’il protège de manière fiable contre la formation de givre.

En synthèse

La protection des éoliennes contre le givre est un défi majeur pour l’industrie éolienne. Cette solution innovante utilise des drones pour appliquer un revêtement protecteur sur les pales des turbines, pourrait changer la donne. Cette technologie, qui est à la fois rentable et respectueuse de l’environnement, pourrait aider à réduire les pertes massives subies par les opérateurs d’éoliennes en raison de l’interruption de la production d’électricité causée par le givre.

Pour une meilleure compréhension

Quel est le problème avec le givre sur les éoliennes ?

Le givre sur les pales des éoliennes peut causer un déséquilibre de rotation, ce qui entraîne une usure accrue. De plus, les turbines doivent souvent être arrêtées pendant plusieurs jours pour permettre le dégivrage, ce qui entraîne une interruption de la production d’électricité et des pertes financières pour les opérateurs.

Quelle est la solution proposée par l’équipe de Fraunhofer ?

L’équipe de Fraunhofer a développé une technique qui utilise des drones pour appliquer un revêtement protecteur sur les pales des éoliennes. Ce revêtement est conçu pour empêcher la formation de givre.

Quels sont les avantages de cette solution ?

Cette solution est à la fois rentable et respectueuse de l’environnement. Elle permet d’éviter les interruptions coûteuses de la production d’électricité et de prolonger la durée de vie des turbines.

Quels sont les défis de l’utilisation de drones pour cette application ?

Plusieurs conditions doivent être remplies pour utiliser des drones pour cette application. Les matériaux de revêtement doivent être respectueux de l’environnement, avoir une bonne adhérence et une durabilité suffisante. Le système de pulvérisation utilisé doit être précis mais léger. Enfin, les drones doivent avoir une grande capacité de charge et permettre un contrôle très précis.

Quelles sont les prochaines étapes pour cette technologie ?

Les chercheurs prévoient de travailler avec des partenaires industriels pour développer davantage la technique et la préparer pour la production en série.

Principaux enseignements

Références

Légende illustration principale : Simulation de l’enrobage au moyen d’un drone sous l’influence du vent. © Fraunhofer IPA

Le contenu de cet article est basé sur les recherches et les travaux de l’Institut Fraunhofer pour la technologie de fabrication et les matériaux avancés IFAM et de l’Institut Fraunhofer pour l’ingénierie de fabrication et l’automatisation IPA.