L’IFPEN crée la société GreenWITS pour valoriser ses travaux dans l’éolien

Le marché de l’éolien en Europe est en très forte croissance, notamment offshore. Alors que la capacité installée de l’éolien en mer est estimée à près de 15 GW en 2020 selon le GWEC (Global Wind Energy Council), la Commission européenne considère qu’il est possible d’atteindre 300 GW en 2050. Depuis une douzaine d’années, l’IFP Energies nouvelles (IFPEN) mène des travaux de recherche dans le domaine éolien, qui ont conduit au développement de technologies innovantes, de logiciels, et de propriété industrielle. Cet institut vient d’annoncer la création de la société GreenWITS dans le but de valoriser ces actifs auprès des développeurs et des exploitants de projets éoliens.

Cette nouvelle entreprise, spécialisée dans les solutions numériques pour l’éolien, a développé une offre autour de quatre axes. Le premier concerne la conception de parcs éoliens et repose sur des algorithmes d’optimisation numérique qui permettent, entre autres, de définir le positionnement des éoliennes les unes par rapport aux autres afin de maximiser la production d’électricité tout en respectant un certain nombre de contraintes. L’une de ces contraintes consiste à limiter les pertes d’énergie par sillage, qui sont liées aux interactions aérodynamiques des éoliennes entre elles.

Le deuxième axe s’articule autour de la sécurisation du design des éoliennes offshore, qu’elles soient posées ou flottantes, grâce à des calculs avancés. Concrètement, l’équipe de GreenWITS est capable de calculer les chargements mécaniques de tous les composants des éoliennes ainsi que prédire leur production d’énergie. « Avec cette offre, nous pouvons par exemple aider certains de nos clients à répondre à des appels d’offres et qui veulent installer des turbines de 20 MW, alors qu’elles n’existent pas encore sur le marché, car elles s’arrêtent à une puissance de 14 MW, explique Timothée Perdrizet, directeur des opérations de GreenWITS. Nous sommes en mesure de leur fournir des modèles d’éoliennes génériques de grande taille, afin qu’ils puissent notamment réfléchir aux types de fondations à mettre en place ou clarifier le modèle économique de leur futur parc. »

Le monitoring digital constitue le troisième axe de l’offre de service proposée par l’entreprise, filiale d’IFPEN. Il consiste à exploiter toutes les données en provenance des turbines ainsi que des modèles numériques, dans le but, notamment, de surveiller l’état de santé des différents composants des éoliennes et estimer leur durée de vie. L’objectif final étant de réduire les interventions de maintenance.

Réduire l’impact du sillage grâce au désalignement des turbines

Le dernier axe vise à augmenter la production des parcs en les pilotant de façon optimale afin de réduire l’impact des sillages. Toutes les éoliennes en fonctionnement créent en effet un sillage derrière elles qui provoque un déficit de la vitesse du vent pour les éoliennes situées en aval. Ce sillage rend également les vents plus turbulents, ce qui sollicite davantage mécaniquement les éoliennes situées à l’arrière. « Il y a un vrai enjeu autour du désalignement des turbines par rapport à la direction du vent, ajoute Timothée Perdrizet. Grâce à notre solution numérique, nous sommes capables de dévier le sillage afin d’éviter qu’il ne vienne perturber les éoliennes situées derrière. Nous obtenons un double gain avec une augmentation de la production d’électricité comprise entre 1 et 4 %, en fonction des caractéristiques de la ferme, sa densité par exemple, et du type de parc (offshore ou terrestre). Nous parvenons aussi à diminuer la fatigue des différents composants des éoliennes liée aux vibrations, et donc à réduire les opérations de maintenance. »

D’autres entreprises, concurrentes à GreenWITS, proposent déjà de procéder à de la redirection de sillage dans leur offre, de même que certains turbiniers, à l’image de Siemens Gamesa, qui a intégré cette solution à son catalogue lors de la vente de ses propres turbines. « Toutes les solutions qui existent sur le marché font du contrôle en boucle ouverte, c’est-à-dire qu’en fonction de la direction et de la vitesse du vent, elles donnent des consignes de désalignement tabulées pour toutes les turbines du parc, précise Timothée Perdrizet. Nous nous différencions en réalisant du contrôle en boucle fermée ; cela signifie que nos modèles numériques sont mis à jour en continu en fonction de ce qui se passe réellement dans le parc, ce qui permet d’être prédictif sur l’impact production et mécanique des consignes envoyées aux éoliennes. Cela nous permet d’ambitionner des gains encore meilleurs que ceux obtenus grâce à la boucle ouverte. » Cette nouvelle technologie est encore au stade de la preuve de concept et doit être testée cette année sur un parc offshore en Allemagne.