NREL, Arkema recherche des pales d'éoliennes en composite thermoplastique recyclable

Crédit photo :NREL

Dans le but de recycler les pales d'éoliennes, des chercheurs du National Renewable Energy Laboratory du département américain de l'Énergie (NREL, Golden, Colorado, États-Unis), en partenariat avec Arkema Inc. (King of Prussia, Pennsylvanie, États-Unis), ont récemment démontré la faisabilité d'une résine thermoplastique, et ont validé son intégrité structurelle sur une aube composite thermoplastique fabriquée au NREL.

NREL a également annoncé le développement d'un modèle techno-économique pour explorer les avantages en termes de coûts de l'utilisation d'une résine thermoplastique dans les aubes. Selon NREL, la fabrication de pales d'éoliennes avec des résines thermoplastiques, par opposition aux résines thermodurcissables conventionnelles telles que l'époxy, rendrait les pales d'éoliennes plus recyclables et permettrait également des pales plus longues, plus légères et moins coûteuses - les coûts inférieurs résultant de la capacité de durcir la résine thermoplastique de NREL à température ambiante, en supprimant les coûts de processus et de main-d'œuvre associés. Les chercheurs ont déterminé que le nouveau processus pourrait rendre les lames environ 5 % moins chères à fabriquer.

NREL abrite l'installation Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET) au Flatirons Campus près de Boulder, Colorado. Là, les chercheurs conçoivent, fabriquent et testent des aubes de turbine composites. Ils ont précédemment démontré la faisabilité du système de résine thermoplastique en fabriquant une pale d'éolienne composite de 9 mètres. Ils ont suivi cette démonstration en fabriquant et en validant structurellement une lame composite thermoplastique de 13 mètres par rapport à une lame thermodurcie presque identique. Ce travail, couplé à celui d'Arkema et d'autres partenaires de l'Institute for Advanced Composites Manufacturing Innovation (IACMI, Knoxville, Tenn., États-Unis), a démontré les avantages de s'éloigner du système de résine thermodurcissable. La résine thermoplastique pourrait également permettre aux fabricants de fabriquer des lames sur place, selon NREL, ce qui atténuerait un problème auquel l'industrie est confrontée alors qu'elle tend vers des lames plus grandes et plus longues.

« Avec les systèmes de résine thermodurcissable, c'est presque comme lorsque vous faites frire un œuf. Vous ne pouvez pas inverser cela », explique Derek Berry, ingénieur principal chez NREL. « Mais avec un système de résine thermoplastique, vous pouvez en faire une lame. Vous le chauffez à une certaine température et il fond à nouveau. Vous pouvez récupérer la résine liquide et la réutiliser. Berry est co-auteur d'un nouvel article intitulé "Structural Comparison of a Thermoplastic Composite Wind Turbine Blade and a Thermoset Composite Wind Turbine Blade", qui paraît dans la revue Renewable Energy .