Vous êtes-vous déjà demandé si les cerfs-volants pouvaient faire bien plus qu’amuser les petits enfants qui aiment les faire voler dans le ciel ? Il est intéressant de noter qu’ils ne sont pas seulement un jouet pour enfants, mais aussi un sujet d’intérêt pour les scientifiques qui ont toujours été à la recherche de nouvelles sources d’énergie pour répondre à nos besoins électriques toujours croissants.
Les vents à une altitude de 200 mètres (656 pieds) et plus sont plus forts et plus réguliers que les vents près de la surface. Ces vents sont suffisamment forts pour générer plus d’électricité que nécessaire et, étonnamment, peuvent produire plus que ce que les éoliennes produisent sur terre. En théorie, lorsque la vitesse du vent est doublée, il peut produire jusqu’à huit fois plus d’électricité.
Moritz Diehl, directeur du département d’ingénierie des microsystèmes de l’université de Fribourg, a déclaré que l’utilisation des vents de haute altitude faisait partie des technologies “les plus prometteuses” pour la production d’énergie renouvelable à l’avenir. Il a ajouté : “On voit tout le ciel au-dessus des turbines conventionnelles et on se dit que toute cette énergie éolienne ne fait que souffler et qu’elle n’est pas utilisée”.
Stephan Wrage, PDG de la société allemande d’énergie éolienne SkySails-Power, cherche à changer cette situation et à faire en sorte que la “plus grande source d’énergie renouvelable encore inexploitée au monde” puisse être utilisée par le plus grand nombre.
Mais il n’est pas le seul à y avoir pensé. Cela fait des années que des ingénieurs, plusieurs startups et des entreprises internationales s’efforcent d’apporter des vents de haute altitude sur la Terre. Bien que certaines aient échoué dans leurs tentatives et aient même fait faillite, d’autres sont sur le point d’arriver sur le marché avec leurs centrales électriques volantes.
Éoliennes volantes et autres idées
En 2010, la première entreprise à réaliser ce projet a été la société énergétique américaine Altaeros. Son prototype comprenait un générateur attaché à un ballon gonflé à l’hélium, c’est-à-dire une éolienne sans base ni tour lourde.
Le prototype a été testé en Alaska où il a été retenu au sol par un câble. À une hauteur de 600 mètres, il a produit de l’énergie pour environ 50 foyers, selon l’entreprise.
Parallèlement, SkySails, une entreprise allemande, a mis au point un cerf-volant de haute altitude capable de tirer des porte-conteneurs entiers. L’objectif était d’économiser jusqu’à 10 % de diesel, utilisé pour faire fonctionner le moteur.
Bien que le test ait fonctionné, la compagnie maritime a fait faillite et le cerf-volant ainsi que les éoliennes à hélium n’ont pas rencontré le succès escompté sur le marché. Mais les deux prototypes avaient un point commun : les vents de haute altitude nécessitaient des centrales électriques volantes.
Cela a fonctionné, jusqu’au crash
En 2013, le géant de la technologie Google a racheté la société américaine Makani, spécialisée dans l’énergie éolienne aéroportée, pour un montant non divulgué, ce qui a stimulé l’enthousiasme dans le secteur. La centrale électrique volante, un appareil de la taille d’un petit avion, est montée à une altitude d’environ 300 mètres et a tourné en rond dans une boucle continue et automatisée.
Les vitesses élevées ont fait bouger les petites roues à vent sur les ailes, produisant ainsi de l’électricité. Moritz Diehl pensait à l’époque que c’était “fou”, mais cela a fonctionné. Selon Makani, une centrale électrique volante a produit de l’énergie pour 300 foyers.
Il s’agit d’une avancée que tout le monde espérait, jusqu’à ce qu’un appareil s’écrase en mer lors d’une mission d’essai. Alphabet, la société mère de Google, a mis fin au projet, car elle doutait de la viabilité économique du drone électrique volant.
Un autre début
La fin de Makani n’a pas mis un terme à l’énergie éolienne aéroportée. Plusieurs startups ont continué à travailler sur de petits appareils nécessitant moins de matériel. Certaines se sont inspirées de l’approche de Makani, tandis que d’autres ont choisi d’attacher les drones à une corde qui tire le générateur. D’autres encore ont poursuivi la même approche en utilisant un drone au lieu d’un cerf-volant.
Parmi eux, SkySails-Power, successeur de l’entreprise allemande en faillite à l’origine des cerfs-volants de traction. Pour la production d’énergie, SkySails-Power a mis au point un dispositif qui utilise un “cycle de pompage”. Le cerf-volant décolle automatiquement du sol, va contre le vent et déroule une corde à partir d’un générateur. Il vole en huit, tirant constamment sur la corde et produisant de l’énergie.
Le cerf-volant est conçu pour rester en l’air pendant des heures, des jours et des semaines. Une alarme se déclenche en cas de mauvais temps ou de conditions dangereuses et le cerf-volant peut être récupéré.
Pas conçu pour remplacer l’énergie éolienne existante
Malgré le manque d’investissement et le respect de nombreuses réglementations relatives au trafic aérien, Stephan Wrage affirme que cette technologie profitera aux 1,4 milliard de personnes qui vivent sans électricité et utilisent des générateurs diesel pour s’approvisionner en électricité.
Une étude réalisée par les membres de l’industrie éolienne indique que l’énergie éolienne aéroportée sera plus rentable que le diesel et même moins chère que l’énergie éolienne traditionnelle.
L’énergie éolienne en Afrique
SkySails-Power, le leader actuel du secteur, a réalisé sa première vente à l’île Maurice. Pour exploiter les parcs éoliens offshore à cerf-volant, l’entreprise vise à construire un centre éolien de haute altitude en Afrique de l’Est. SkySails affirme qu’une seule unité de ses cerfs-volants peut fournir de l’électricité à 500 ménages tout en consommant 90 % de matériaux en moins que les éoliennes traditionnelles. Un autre avantage est la flexibilité de l’emplacement.
Diehl déclare : “On peut aussi les faire fonctionner au-dessus de la forêt. On peut les arrêter et même les faire atterrir s’il y a une nuée d’oiseaux qui passe”.
“Il faudra encore quelques années avant que la technologie ne fasse la différence. “L’industrie éolienne a également mis environ 40 ans à se développer pour devenir aussi bon marché”, a déclaré Rishikesh Joshi, chercheur en ingénierie aérospatiale à l’université de technologie de Delft.
Pendant ce temps, les turbines traditionnelles continuent de fonctionner. Même après les progrès réalisés dans le secteur de l’énergie éolienne aéroportée, les turbines traditionnelles ne seront pas remplacées ; elles seront plutôt utilisées pour exploiter plus efficacement les vents qui soufflent au-dessus du sol.
