Des éoliennes prennent la forme de cerfs-volants pour capter les vents forts et réguliers en altitude. (©EPFL)
Des modèles d’éoliennes volantes ont déjà été développés pour capter des vents puissants en altitude, notamment par Makani Power en Californie. En Suisse, l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) a mis au point un pilote automatique pour optimiser les mouvements et la production de « cerfs-volants éoliens ».
Le principe : un cerf-volant avec pilote automatique
La voile du cerf-volant fait office de pale de l’éolienne. Face à la force du vent, elle constitue une résistance qui produit une tension du câble reliant le cerf-volant au sol. Cette tension est mise à profit en enroulant et en déroulant le câble du cerf-volant. Une génératrice exploite ces mouvements successifs pour produire de l’électricité.
Au premier abord, ce principe peut sembler facile à mettre en œuvre. Le pilotage des cerfs-volants éoliens doit toutefois être ajusté en permanence pour que ceux-ci restent en altitude dans des conditions optimales, d’où la nécessité de trouver un moyen d’automatiser ce système. Sean Costello, doctorant à l’EPFL, a développé un algorithme afin que la tension des câbles soit maintenue sans interruption et que la production électrique soit optimisée. La trajectoire des cerfs-volants, contrôlée par ce pilote, décrit alors principalement des mouvements en forme de 8 dans le ciel.
L’avenir de l’éolien : en mer et dans les airs
Le développement des éoliennes offshore, voire farshore, a déjà été motivé en partie par l’ambition de tirer profit de vents forts et constants. En altitude, les cerfs-volants éoliens bénéficient également de cet avantage par rapport à l’éolien terrestre. A plus de 1 000 m, les vents soufflent parfois à plus de 300 km/h et sont plus réguliers qu’au sol où ils sont en moyenne limités à près de 40 km/h.
Par rapport aux éoliennes terrestres ou en mer, les cerfs-volants présentent de plus l’avantage de s’affranchir de fondations et de mâts au profit de câbles. Cela leur confère un avantage d’un point de vue économique (fabrication, installation, maintenance, etc.) mais aussi environnemental avec une consommation de ressources réduites lors de leur installation. Si les vents les plus favorables ne soufflent pas toujours sur les éoliennes, ces dernières semblent ainsi de mieux en mieux disposées à aller à leur rencontre…
