L’éolien prend son vol

Des cerfs-volants dernier cri pour produire de l’énergie éolienne

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Teaserbild-Quelle: empa

La spin-off suisse TwingTec de l’entreprise Empa développe un prototype pour capter l’énergie éolienne en vol. L’engin sera présenté en Ecosse dans quelques jours. Il constitue une alternative à la construction d’aérogénérateurs tout en assurant une alimentation locale des bâtiments.

Qui n’a pas joué au cerf-volant ? Ce jeu tout simple permet à la production d’énergie éolienne de franchir un nouveau pas. La spin-off Twingtec de l’entreprise suisse Empa va présenter son dernier prototype d’aéronef à Glasgow dans quelques jours. A savoir, un appareil produisant de l’énergie éolienne durant son vol en la captant.

La construction d’éoliennes est en butte à beaucoup d’oppositions en Suisse et ailleurs, surtout en raison de son impact paysager. Ses opposants n’apprécient guère la perspective d’avoir sous leurs fenêtres des grands mâts en acier munis de grosses hélices. Rolf Luchsinger, directeur de TwinTec, propose un tout autre système. Plus de nuisances paysagères et des cerfs-volants dernier cri pour capter la force du vent et la reconvertir en énergie.

Mouvement hélicoïdal

L’idée initiale est simple, mais sa mise en œuvre est épineuse. Les météorologues savent qu’à 500 mètres, le vent souffle jusqu’à quatre fois plus fort qu’à 120 mètres, hauteur du moyeu des éoliennes modernes. Un cerf-volant relié par un filin à un tambour couplé à un générateur pourrait exploiter ce vent en se faisant emporter vers le ciel dans un mouvement hélicoïdal. Lorsque le filin serait entièrement déroulé, le cerf-volant redescendrait vers son point d’attache, laissant le filin se ré-enrouler autour du tambour, après quoi le cerf-volant reprendrait son ascension. «Le grand défi n’est pas le vol en soi, précise Rolf Luchsinger, mais l’automatisation du décollage et de l’atterrissage.» En effet, une centrale à cerf-volant devrait pouvoir fournir du courant sans l’aide de personne.

Première démonstration

Cette idée a fait l’objet d’une démonstration en automne 2018 sur les hauteurs de Chasseral, en Suisse romande. Le prototype TwingTec T 28, un engin de trois mètres d’envergure, est parti dans le ciel en toute autonomie, a produit de l’électricité pendant 30 minutes puis est revenu se poser de lui-même sur sa plateforme.

10 kWh visés

L’étape suivante est maintenant de produire du courant en continu. L’équipe de Rolf Luchsinger travaille actuellement sur le prototype T 29 qui, cet automne, devra pouvoir rester en service sur une longue durée. T 29 devra non seulement décoller et atterrir automatiquement, mais fournir 10 kW et les injecter dans le réseau. Le groupe des forces motrices bernoises BKW se chargera de distribuer le courant généré par l’expérience.

Le chemin à parcourir entre les premières esquisses et le premier kilowattheure injecté dans le réseau s’est révélé long et tortueux. L’idée initiale était d’utiliser un cerf-volant dirigeable renforcé à l’air comprimé, à la manière du Kite-Surfing. L’étude d’une série de prototypes a réorienté les chercheurs vers une structure à ailes rigides. La commande multi-filins a été abandonnée en faveur d’une commande à volets de type avion. Le décollage et l’atterrissage sont assurés par de petits rotors, comme sur les drones. En 2014, TwingTec a obtenu un brevet innovant sur le décollage et l’atterrissage des cerfs-volants producteurs d’électricité, actuellement enregistré dans plusieurs pays.

15 mètres d’envergure

TwingTec ne saurait donc laisser le temps filer et attaque déjà l’étape suivante. Les connaissances acquises par les essais en vol du T 29 doivent conduire à la première production en série, celle du TT100, un cerf-volant de 15 mètres d’envergure. Fixé sur un conteneur standard, il doit décoller et atterrir automatiquement et délivrer jusqu’à 100 kW de puissance électrique, soit assez pour alimenter 60 maisons individuelles.

Pas pour la Suisse

Il y a cependant peu de chances que les cerfs-volants envahissent le Plateau suisse. «Notre éolien n’est pas destiné aux régions densément peuplées», précise Rolf Luchsinger, CEO de TwingTec. Il y a trop de trafic aérien chez nous pour cela. Les clients intéressés par ce type de production durable d’énergie habitent des lieus isolés. «Nos clients potentiels, ce sont les mines, les communautés isolées, les îles. Autant d’endroits qui utilisent actuellement des générateurs diesel bruyants, polluants et dont le carburant doit être acheminé au prix fort.» Des cerfs-volants TwingTec autonomes permettraient d’économiser du carburant et, à moyen terme, de produire l’intégralité de l’énergie nécessaire.

Sur la mer

A long terme, les plans de Rolf Luchsinger sont encore plus ambitieux: installer des parcs flottants de cerfs-volants sur la mer. La place et le vent n’y manquent pas, et personne n’est dérangé... les conditions idéales pour engager le virage énergétique.

Soutien fédéral

La production en série nécessite toutefois d’importants capitaux. Le prototype T 29 qui, cet automne, doit prendre son envol à Chasseral, a reçu le soutien de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN). Pour la phase suivante, la commercialisation, TwingTec est actuellement en quête d’investisseurs privés et de partenaires du secteur de l’énergie avec qui exploiter pleinement le potentiel énergétique du vent.