Rotors de turbine marémotrice en fibre de carbone : durabilité de 20 ans validée par Sustainable Marine

En collaboration avec le centre MaREI de l'Université nationale d'Irlande, Galway (NUI Galway), via le partenaire d'ingénierie Schottel Hydro (Allemagne), Sustainable Marine (Nouvelle-Écosse, Canada) annonce que ses nouveaux rotors de turbine marémotrice en fibres de carbone ont prouvé leur capacité à survivre deux décennies sur le terrain. Des tests rigoureux ont été effectués au Ryan Institute et à l'École d'ingénierie de l'Université nationale d'Irlande Galway, un centre d'énergie marine qui abrite un laboratoire de recherche sur les structures de 375 m². Le projet a été réalisé dans le cadre de Marinet2, un programme Horizon 2020 soutenant les tests d'énergies renouvelables offshore à travers l'Union européenne (UE).

Conception à pas fixe et qualité adaptative passive

Le système innovant d'énergie marémotrice flottante de Sustainable Marine utilise un entraînement commun et deux diamètres de rotor différents, mesurant 6,3 m et 4 m, pour s'adapter aux exigences des différents sites de ressources. Selon l'entreprise, la conception de la turbine consiste en un rotor à pas fixe conçu en fibres de carbone pour permettre la flexion et le pas en conditions de surcharge. Cette qualité « adaptative passive », selon Sustainable Marine, aide à réduire les charges structurelles sur les turbines, permettant l'utilisation de composants plus petits et plus rentables.

Tests de vieillissement accéléré : 20 ans en quelques semaines

Après avoir effectué des tests approfondis sur les rotors de 6,3 m à NUI Galway, l'entreprise est revenue sur le site irlandais pour évaluer les performances de ses rotors courts de 4 m, spécialement conçus pour les sites à ressources plus fortes. Importamment, le laboratoire de pointe a réalisé des « tests de durée de vie accélérés », soumettant les rotors à des conditions équivalentes à 20 ans d'exploitation sur le terrain, en seulement quelques semaines. Cela a couvert une large gamme de paramètres incluant contrainte, déformation et vibration.

« Nous étions ravis de revenir à NUI Galway pour étendre notre partenariat avec cette installation de test et de recherche de classe mondiale », déclare Ralf Starzmann, vice-président du développement commercial chez Sustainable Marine. « Cette collaboration internationale, via notre partenaire d'ingénierie allemand Schottel Hydro, donne une indication ferme de nos ambitions à continuer de repousser les limites et faire progresser le domaine de la technologie des turbines marémotrices. Pour repousser les frontières, il est essentiel que nous testions nos solutions dans des installations de pointe capables de pousser notre technologie à ses limites. »

Selon Starzmann, les tests de vieillissement accéléré sont un processus essentiel qui permet à Sustainable Marine d'accélérer rapidement les conditions normales, pour mieux comprendre comment les structures réagiront dans le temps. « Notre nouveau rotor de 4 m s'est avéré "ultra-durable", dit-il, « fournissant une confiance totale dans la conception et l'intégrité structurelle. La fiabilité est un facteur clé dans le développement des turbines marémotrices, particulièrement alors que nous nous dirigeons vers nos premiers projets commerciaux. »

Analyse complète et perspectives commerciales

L'analyse complète au centre MaREI de NUI Galway a testé le comportement des rotors sous chargement de fatigue, examinant des aspects tels que la déflexion torsionnelle et la performance structurelle globale. Des tests internes supplémentaires menés par Schottel Hydro ont porté sur le chargement ultime et l'intégrité de la pale jusqu'à la rupture.

Sustainable Marine prépare actuellement la livraison de ce qu'elle dit être le premier réseau d'énergie marémotrice flottante au monde dans la baie de Fundy, Nouvelle-Écosse. Plus tôt cette année, elle a lancé sa nouvelle plateforme d'énergie marémotrice flottante PLAT-I 6.40 de 420 kilowatts, dotée des nouveaux rotors composites de 4 m, qui est maintenant en phase de mise en service et de tests à Grand Passage.

Le Pr Jamie Goggins, directeur de la recherche et de l'innovation à l'École d'ingénierie de NUI Galway, ajoute : « En raison de la nature de pales plus courtes avec des charges significativement plus élevées, comparées aux pales éoliennes, une installation de test structurel spécialisée pour pales de turbines marémotrices était requise pour soutenir l'industrie de l'énergie marémotrice. Nous avons la chance d'avoir eu un grand investissement de la Commission européenne, via Horizon 2020, et du gouvernement irlandais, via Science Foundation Ireland [SFI] et Sustainable Energy Authority of Ireland [SEAI], pour nous soutenir dans le développement de notre installation de test de pales de turbines marémotrices de classe mondiale. »

En plus de réduire les risques sur les pales pleine échelle de Sustainable Marine, Goggins note que ce projet aidera le secteur marin à atteindre la viabilité commerciale et à former la prochaine génération d'ingénieurs énergétiques. « À ce jour, plus de 100 ingénieurs ont travaillé au sein de notre groupe, comme personnel ou étudiants, et ont poursuivi leur carrière dans certaines des entreprises leaders mondiales », conclut-il.