Pouvons-nous réutiliser de vieilles pales d’éoliennes ?

Les éoliennes sont une source d’énergie fantastique, bon marché et renouvelable. Or, rien ne dure éternellement, et avec le temps, les pales des éoliennes se fatiguent et doivent être remplacées. Cela pose alors la question de savoir que faire de ces lames géantes de déchets. Heureusement, une variété de projets explorent précisément ces possibilités.

Un problème de recyclage difficile

Environ 85 % d’une éolienne moderne est recyclable. Le problème est que l’éolienne lames ne le sont pas actuellement. Les pales durent environ 20 à 25 ans et sont généralement en fibre de verre ou en fibre de carbone. Constitués de fibres à haute résistance fixées dans une matrice de résine, ces matériaux composites sont incroyablement difficiles à recycler, comme nous l’avons vu précédemment. Contrairement aux métaux ou aux plastiques, ils ne peuvent pas simplement être fondus pour être refondus en tant que matériau frais. Ajoutez à cela le fait que les pales d’éoliennes sont énormes, s’étendant souvent jusqu’à 300 pieds de long, et le problème devient plus difficile. Ils sont difficiles et coûteux à transporter et difficiles à hacher également.

Une photo d'une pale d'éolienne transformée en abri à vélos.
Une pale d’éolienne peut constituer un abri à vélos facile à construire, semble-t-il. Crédit : Siemens Gamesa

Ainsi, le projet Re-Wind s’oriente davantage vers la réutilisation que vers le recyclage. Plutôt que de dépenser de l’énergie et du temps à décomposer les aubes de turbine en matières premières réutilisables, le projet explore des utilisations où les aubes peuvent être modifiées et réutilisées tout en restant en grande partie sous leur forme existante.

Divers projets ont été proposés jusqu’à présent. Le plus simple est peut-être un projet du fabricant d’éoliennes Siemens Gamesa. L’entreprise a pris une pale d’éolienne usagée et l’a transformée en un abri à vélos élégant et moderne au Danemark.

La lame a été coupée et façonnée afin d’agir comme une barrière efficace contre le vent et la pluie, et a pu être rapidement installée en une seule pièce préfabriquée sur une paire de supports métalliques sur mesure. C’est un moyen rapide et facile de construire un hangar ou un abri, bien sûr, mais il est peu probable que ce soit une solution qui évolue bien. Comme le note l’entreprise elle-même, il s’agit d’une «solution à petite échelle», mais qui fait néanmoins bon usage de quelques lames de ferraille.

Le projet Re-Wind vise à explorer des usages plus larges, le concept BladePole étant l’un des plus intéressants. L’objectif est de réutiliser des pales d’éoliennes comme pôles de transmission électrique. Un article sur le sujet partagé par Re-Wind souligne le fait que si la résistance et la rigidité sont perdues dans les aubes de turbine en raison des charges de fatigue au cours de leur durée de vie, ce n’est que de l’ordre de 10 à 20 % par retrait. Dans une application telle qu’un poteau de service public, la charge dynamique serait nettement inférieure et les charges statiques globales également inférieures. Ainsi, les lames pourraient potentiellement avoir une seconde vie utile dans cette application.

Une conception proposée d’un poteau électrique construit à partir d’une pale d’éolienne usagée. Crédit : Alsannaq, Bank, Scott et Gentry, 2021

Il y a cependant quelques mises en garde. Pour être efficaces à grande échelle et pour éviter de donner des maux de tête énormes aux ingénieurs des services publics, idéalement, les lames réutilisées de cette manière seraient toutes de la même taille, de la même forme et de la même construction. Compte tenu de la grande diversité des éoliennes installées dans le monde, ce n’est pas le cas. Cependant, ce n’est pas tant un obstacle insurmontable qu’une frustration supplémentaire à l’effort de réutilisation. Cependant, si un service public se retrouvait à utiliser un grand nombre des mêmes turbines, il pourrait alors réutiliser son propre flux de déchets pour développer son réseau à l’avenir. C’est potentiellement une solution très intéressante.

D’autres concepts sont également en cours de développement, comme l’utilisation des lames dans des applications de construction. Le projet Re-Wind a exploré des idées telles que l’utilisation de sections de lame comme toiture pour de petites maisons ou comme poutres pour construire de petits ponts de moins de 50 m de long. Jusqu’à présent, ces efforts restent largement spéculatifs.

Cependant, pour des applications structurelles plus sérieuses, plusieurs problèmes sont rencontrés. Une note dans un article de Kullberg et Nygren, 2020, est que les fabricants d’éoliennes considèrent les détails les plus fins de la conception de leurs pales comme des secrets bien gardés. Cela frustre les efforts pour concevoir correctement de nouveaux projets en utilisant les lames, car il est difficile d’effectuer des calculs précis sans une bonne connaissance des matériaux utilisés. Il y a aussi la préoccupation des dommages et de la fatigue qu’une pale peut avoir subie en service. Des fissures ou d’autres défauts peuvent s’être accumulés avec le temps et une lame usagée peut ne pas être aussi résistante que la suivante. Ainsi, des facteurs de sécurité prudents devraient être utilisés dans les conceptions, ou les lames devraient être soigneusement inspectées pour s’assurer qu’elles étaient prêtes à être réutilisées dans des applications structurelles. La perspective d’une dégradation supplémentaire des pièces composites déjà exposées à 20 ans d’UV et aux intempéries est également quelque chose dont il faut tenir compte.

Un avenir incertain

Un rendu d’un projet de conception d’un pont sur une voie verte à Cork, en Irlande. La conception espère retarder de 60 ans la mise au rebut des composants des pales usagées, mais reste spéculative à ce stade. Crédit : Projet Re-Wind

Cela n’a pas empêché tous les projets de réutilisation, cependant, avec le Wikado Playground à Rotterdam, à Amsterdam, qui utilise à bon escient les vieilles lames. Cependant, courir quelques enfants n’est pas tout à fait la même charge qu’un pont ou une autre structure peut voir. Ainsi, les fabricants d’éoliennes et les ingénieurs devront probablement apprendre à travailler ensemble si les aubes d’éoliennes usagées vont voir une véritable utilisation structurelle en masse.

Il se peut que le problème du recyclage des composites soit résolu et que les efforts de réutilisation ne joueront donc qu’un rôle mineur dans l’élimination des pales d’éoliennes à l’avenir. Des efforts comme le RecycleBlade de Siemens Gamesa espèrent faire exactement cela, en utilisant de nouvelles résines avancées pour permettre une récupération plus facile des matières premières. Cependant, pour le moment, les recherches se poursuivront sur les flux de recyclage et de réutilisation jusqu’à ce qu’une voie viable soit trouvée. En attendant, attendez-vous à voir des efforts créatifs faire bon usage de ces gigantesques structures composites !

[Main image: Jhimpir Wind Farm by Muzaffar Bukhari CC-BY-SA 2.0]