La start-up suédoise SeaTwirl développe un concept d’éolienne offshore flottante à axe vertical. Une technologie présentée comme plus simple à installer et à entretenir, et donc moins coûteuse que les turbines classiques à axe horizontal. Après des tests effectués sur un prototype à échelle réduite de 30 kW, l’entreprise met actuellement au point un modèle de 1 MW qu’elle projette de commercialiser en 2022 avant de développer des versions plus puissantes, de 3 à 8 MW.

Contrairement aux turbines classiques, l’axe du rotor de la machine développée par SeaTwirl n’est pas horizontal, mais vertical. Parmi les avantages de cette solution, on notera qu’il n’est pas nécessaire d’orienter le rotor en fonction de la direction du vent : il peut rester dans la même position quelle que soit cette direction. Associé à la forme beaucoup plus simple des pales, lesquelles sont fixes et droites, ce concept robuste simplifie grandement la fabrication du rotor.

Le générateur qui produit l’électricité est placé sur la structure offshore flottante, en-dessous du pylône sur lequel sont fixées les pales, et juste au-dessus du niveau de la mer. « Grâce à cette disposition, le centre de gravité de la machine est plus bas que celui des éoliennes classiques à axe horizontal », explique Daniel Ehrnberg, le fondateur de SeaTwirl.

Pour une éolienne flottante, c’est un avantage certain puisque les dimensions du flotteur peuvent être réduites, ce qui allège aussi son coût. Lorsque le vent agit sur la structure, sa stabilité est encore renforcée par une quille immergée et lestée, à l’instar de celle d’un voilier.

Comme on l’imagine, l’installation en mer de ces éoliennes à axe vertical est grandement facilitée. Les principaux composants nécessitant une maintenance sont aussi plus accessibles, même avec des petites embarcations, ce qui rend ces opérations plus aisées et moins coûteuses. Les techniciens ne doivent pas monter au-dessus du mât comme c’est le cas pour les éoliennes offshore classiques. Et il n’est pas nécessaire de disposer de bateaux-grues avec de longues flèches en cas de remplacement d’un composant.

Autre atout : « la moindre charge sur les roulements qui n’ont pas à supporter le poids du rotor », précise encore Daniel Ehrnberg.

Moins dangereuses pour les oiseaux et moins impactante pour les riverains

Certains affirment que les éoliennes à axe vertical sont moins dangereuses pour les oiseaux puisque les pâles tournent à une hauteur constante et que leur vitesse de rotation est plus faible. Une explication qui semble logique, bien qu’elle n’ait pas encore été validée par une étude scientifique.

Comme toutes les éoliennes flottantes, le modèle SeaTwirl peut être installé sur des zones où la profondeur du fond marin est importante. Donc à une plus grande distance des côtes. L’avantage est double. D’une part l’impact visuel pour les riverains et les touristes est moins important, ce qui facilite l’acceptabilité du parc. D’autre part les vents sont plus puissants et réguliers et permettent d’espérer une production d’électricité plus importante.

Développement de modèles plus puissants

Le premier prototype de SeaTwirl a été installé et connecté au réseau au large de Lysekil en 2015, sur la côte ouest de la Suède. Il s’agissait d’un modèle réduit d’une puissance de 30 kilowatts (kW). Les tests s’étant avérés positifs, la start-up développe maintenant une machine d’un mégawatt (1 MW), dénommée S2, dont les pales verticales auront une longueur de 40 mètres. Après une nouvelle série de tests sur un prototype qui sera installé dans la Mer de Norvège, elle compte la commercialiser dans le courant de l’année prochaine. Cette version est destinée à des marchés de niche, comme les îles ou les autres régions reculées, mais aussi les fermes d’aquaculture qui utilisent actuellement des groupes électrogènes diesel. A l’heure actuelle, aucun élément de prix ni de rendement de production n’a encore été révélé par SeaTwirl.

Dans une étape ultérieure, l’entreprise projette la conception d’un modèle plus puissant, de 3 à 8 MW pour les projets de parcs offshore.

Dans le cadre de sa stratégie de développement des énergies renouvelables marines, l’Union européenne a financé le projet SeaTwirl à hauteur de 2,48 millions d’euros via l’accélérateur EIC (European Innovation Council), à quoi se sont ajoutés 0,5 million d’euros dans le cadre du programme Interreg.