La société allemande GICON a achevé l'un des projets de génie mécanique les plus remarquables du secteur de l'énergie éolienne ces dernières années, en installant un prototype dans la région de Schipkau dont la hauteur de moyeu a atteint 300 mètres, pour culminer en haut de la pale à près de 365 mètres. Le projet repose sur une structure en treillis d'acier (Lattice structure) et une tour télescopique interne permettant de hisser l'éolienne et de la fixer sans avoir besoin de grues massives et exceptionnelles pour atteindre cette hauteur record, dans le but d'exploiter des vitesses de vent plus élevées et plus stables dans les couches atmosphériques supérieures.
La concurrence avec les tours hybrides et l'évolution de l'équation commerciale
Parallèlement à l'innovation de GICON, les technologies de tours éoliennes traditionnelles ont réalisé des bons en avant notables en matière de hauteur. La société Max Bögl a récemment achevé la construction d'une éolienne Vestas V172-7.2 MW d'une capacité de 7,2 mégawatts sur une tour hybride dédiée à la production commerciale en série, avec une hauteur de moyeu de 199 mètres. Cette évolution redessine la viabilité des investissements ; la comparaison précédente plaçait la tour de 300 mètres face à des tours de 100 ou 150 mètres seulement, tandis que les développeurs peuvent aujourd'hui opter pour des solutions avoisinant les 200 mètres en utilisant des méthodes de construction commercialement éprouvées.
Écart de productivité et rendements énergétiques
S'appuyant sur un modèle analytique comparant deux parcs éoliens virtuels utilisant les mêmes éoliennes de 7,2 mégawatts, avec le même diamètre de rotor et le même nombre d'unités, tout en limitant le changement à la seule hauteur de moyeu entre 199 mètres et 300 mètres, les résultats ont montré que :
- La tour de 300 mètres offre une augmentation annuelle de la production d'électricité atteignant 11,4 % par rapport à son homologue de 199 mètres.
- L'ampleur des gains est liée à la nature du profil vertical du vent et à la variation de ses vitesses selon les reliefs et l'altitude, les mesures du site de Schipkau indiquant la possibilité d'atteindre des chiffres plus élevés dans certains emplacements géographiques.
- Les gains opérationnels supplémentaires reposent sur l'exploitation du matériel de production lui-même sans nécessiter de générateurs de plus grande taille.
Défis de construction et tests de viabilité
Bien que le système de levage télescopique de la conception de GICON résolve des problèmes logistiques complexes liés au transport de composants de tours géantes et à la location de grues ultra-puissantes, l'assemblage de la structure en treillis géante nécessite un effort opérationnel doublé sur site. Le prototype a en effet nécessité la manipulation de milliers de pièces mécaniques et des travaux d'installation intensifs en haute altitude, outre un arrêt temporaire des travaux pour effectuer des tests rigoureux sur la qualité de l'acier utilisé.
L'importance de ces complexités réside dans le calendrier ; en effet, les éoliennes commencent à générer des revenus dès leur raccordement au réseau et leur mise en service, tandis que les coûts de construction et de main-d'œuvre se concentrent dans les phases initiales. Par conséquent, la viabilité commerciale des tours de 300 mètres dépend entièrement de la réduction des coûts et de la possibilité de répéter le processus de construction à un rythme prévisible et record. Ces tours resteront une solution prometteuse, en particulier pour les sites confrontés à des contraintes environnementales ou à des difficultés d'obtention de permis pour de nouveaux terrains, et permettent aux développeurs de maximiser l'utilisation de l'infrastructure et des points de raccordement électrique disponibles.