Le projet RENEWEDGE, coordonné par Aerox en collaboration avec l’université CEU Cardenal Herrera et AIMPLAS, est dirigé par Fernando Sánchez, directeur de l’IDIT au CEU UCH, et compte parmi ses participants les chercheurs Luis Doménech et Aurelio Olivares
L’érosion provoquée par la pluie sur le bord d’attaque des pales éoliennes constitue l’un des principaux défis technologiques auxquels l’industrie éolienne est actuellement confrontée. Ce phénomène touche aussi bien les éoliennes terrestres que les éoliennes offshore et s’intensifie particulièrement avec l’arrivée des pales de nouvelle génération, plus longues et tournant à une vitesse plus élevée, ce qui accroît la violence des impacts des gouttes, des particules et de la grêle. Ces dommages entraînent une perte d’efficacité aérodynamique et, par conséquent, une baisse significative de la production énergétique annuelle, sans compter les coûts élevés liés à l’inspection et à la réparation.
Les systèmes commerciaux de protection du bord d’attaque (LEP) des pales, généralement à base de polyuréthanes d’origine pétrochimique, n’offrent plus le rendement requis par la nouvelle génération de turbines. À cela s’ajoute une pression croissante de la part du secteur pour évoluer vers des matériaux ayant une empreinte environnementale réduite, plus durables et conformes aux principes de l’économie circulaire. Cette combinaison de facteurs a conduit les fabricants et les exploitants à rechercher des solutions innovantes permettant d’augmenter la durabilité, de réduire les coûts de maintenance et de contribuer à améliorer la durabilité tout au long du cycle de vie des pales.
Potentiel des biopolyols
Dans ce contexte, la société Aerox, l’université CEU UCH (CEU) et l‘AIMPLAS (Institut technologique du plastique) collaborent, dans le cadre du projet RENEWEDGE, à la mise au point d’un nouveau système LEP composé d’un mastic et d’un revêtement polymère formulés à partir de matières premières issues de sources renouvelables. Le projet de recherche étudiera le potentiel des biopolyols pour remplacer totalement ou partiellement les composants traditionnels d’origine fossile, dans le but d’obtenir des propriétés mécaniques, élastomériques et de résistance équivalentes ou supérieures à celles des composants actuels. À cette fin, nous analyserons en détail la relation entre la structure chimique du biopolyol et le comportement final du revêtement, afin de garantir une solution compétitive sur les niveaux technique, économique et environnemental.
Comme le souligne Aerox, « il n’existe actuellement aucun système LEP d’origine biologique disponible dans le commerce qui réponde aux exigences strictes de l’industrie éolienne. » Avec RENEWEDGE, nous faisons un bond en avant vers une nouvelle génération de systèmes de protection du bord d’attaque. « Notre objectif est de mettre au point un LEP d’origine biologique qui égale ou surpasse le rendement des solutions actuelles, tout en mettant clairement l’accent sur la durabilité et la résistance exigées par l’avenir du secteur éolien. »
Le projet RENEWEDGE promeut une nouvelle génération de revêtements durables destinés à protéger le bord d’attaque des pales éoliennes contre l’impact de la pluie et de la grêle
Prévisions informatiques pour le secteur éolien
L’un des aspects les plus innovants du projet est la mise au point d’un outil informatique capable de prédire de manière fiable l’évolution des dommages causés par l’érosion tout au long de la durée de vie des pales. Ce système associera la modélisation physique traditionnelle de l’impact des gouttes à des techniques d’analyse des données topologiques (TDA) afin d’extraire et de décrire l’évolution géométrique des dommages à partir d’essais expérimentaux. À cela s’ajouteront des modèles d’apprentissage automatique entraînés à partir de ces indicateurs, ce qui permettra de corriger les estimations et d’anticiper les points critiques du matériau. Cette approche hybride offrira une solution prédictive qui permettra de planifier les opérations de maintenance, d’optimiser le rendement des pales et de réduire les incertitudes liées à leur exploitation.
Comme le souligne Fernando Sánchez, directeur de l’Institut de design, d’innovation et de technologie (IDIT) à la CEU UCH et membre du comité de pilotage de RENEWEDGE, « ce projet nous permet d’avancer sur un axe essentiel pour l’industrie : évaluer la progression réelle des dommages causés par l’érosion. La combinaison de données expérimentales avec des techniques d’analyse topologique des données et d’apprentissage automatique offre une occasion unique d’améliorer la prévision du comportement des matériaux dans des conditions réelles. » Du côté du CEU UCH, les chercheurs Luis Domenech et Aurelio Olivares participent également au projet RENEWEDGE.
De nouveaux matériaux, plus performants et plus durables
La recherche comprend également une analyse approfondie des matériaux et des procédés utilisés dans le développement du nouveau système LEP, afin de garantir non seulement ses performances techniques, mais aussi sa conformité aux principes de durabilité. Ce travail comprendra l’évaluation de l’impact environnemental au moyen d’une analyse du cycle de vie, l’étude de la viabilité économique à travers l’analyse du cycle des coûts et l’évaluation de l’impact social lié à l’utilisation des nouveaux matériaux. De même, conformément aux orientations stratégiques de l’Union européenne, le projet prévoit la réalisation d’une étude théorique sur le passeport numérique du produit, visant à garantir sa traçabilité et à faciliter son intégration future dans un marché plus transparent et mieux réglementé.
«Nous voulons nous assurer que le nouveau système LEP soit conçu dès le départ selon les critères SSbD et que son impact environnemental soit évalué. » « De plus, nous travaillons sur la documentation nécessaire à la création de votre passeport numérique, qui sera essentiel à votre intégration dans un futur marché plus traçable et mieux réglementé », a conclu María Llácer, chercheuse en économie circulaire à l’AIMPLAS.
Ces nouvelles solutions permettront d’augmenter la durée de vie des pales, de réduire les coûts de maintenance et d’améliorer la planification opérationnelle, contribuant ainsi à une production d’énergie éolienne plus efficace et plus durable
Financé par IVACE+i et des fonds FEDER
Les progrès réalisés dans le domaine des matériaux biosourcés et des outils de prévision permettront aux fabricants de pales de proposer des solutions plus durables et plus respectueuses de l’environnement. Les exploitants pourront réduire les coûts liés à la maintenance et aux arrêts imprévus, tandis que les promoteurs de parcs éoliens bénéficieront d’une plus grande sécurité dans la planification de leurs investissements. De plus, l’approche proposée permettra une meilleure gestion de la durée de vie des turbines, contribuant ainsi à une production d’énergie plus fiable et plus durable.
Ce projet bénéficie du financement de l’Institut valencien de la compétitivité et de l’innovation (IVACE+i), dans le cadre du programme de Projets stratégiques en coopération de l’appel 2024, ainsi que des fonds FEDER. Plus précisément, l’Agence valencienne de l’innovation (AVI) (IVACE+i Innovation), dans le cadre des aides du Programme de projets stratégiques en coopération, destinées au renforcement et au développement du Système valencien d’innovation afin d’améliorer le modèle productif pour la période 2024–2026, a accordé 220 892,27 euros à l’Université CEU Cardenal Herrera pour développer le projet RENEWEDGE « Système de protection du bord d’attaque des pales d’éoliennes basé sur des matières premières d’origine renouvelable » (INNEST/2024/47).
À propos de l’IDIT du CEU UCH
L’Institut de design, d’innovation et de technologie (IDIT) est l’un des instituts de recherche de l’Université CEU Cardenal Herrera (CEU UCH) de Valence. Fondé en 2004 au sein de son École supérieure d’enseignement technique (ESET), il propose divers cursus de licence et de master dans les domaines de l’ingénierie et de l’architecture. L’IDIT du CEU UCH, sous la direction du professeur agrégé Fernando Sánchez López, a pour objectif de promouvoir l’activité de recherche et l’innovation et concentre ses efforts sur le développement de projets compétitifs en lien avec l’industrie et d’autres institutions de recherche.
