Par Ding Yiting, Quotidien du Peuple
Une étape majeure dans l’innovation en matière d’énergies renouvelables se dessine dans les vastes étendues de la bannière d’Alxa Gauche, en Mongolie-Intérieure (nord de la Chine). Le plus grand cerf-volant éolien de haute altitude au monde, un système aéroporté de 5 000 mètres carrés, a récemment achevé tous les tests prévus et réussi un atterrissage stable en vol. Cette percée représente un pas important vers l’application concrète de la technologie éolienne de haute altitude en Chine.
La production d’énergie éolienne en haute altitude capte l’énergie du vent à plus de 300 mètres d’altitude grâce à des systèmes aéroportés qui la convertissent en électricité. Le processus s’apparente au lancement et à la récupération d’un immense cerf-volant. Un ballon à hélium soulève le système jusqu’à l’altitude cible, où la structure de captage se déploie et entame une série de manœuvres aériennes contrôlées. Ces mouvements génèrent une tension le long du câble principal, qui actionne des générateurs au sol pour produire de l’électricité.
Quelle est l’efficacité de cette centrale éolienne aéroportée ?
Selon Cao Lun, commandant en chef du projet national chinois de recherche et développement sur l’énergie éolienne en haute altitude, le système est conçu pour une puissance nominale de 5 mégawatts. À chaque cycle de fonctionnement de 20 minutes, le cerf-volant s’élève de 500 à 3 000 mètres d’altitude, puis redescend, produisant environ 500 kilowattheures d’électricité. En conditions normales d’exploitation, il pourrait produire jusqu’à 10 millions de kilowattheures par an, soit l’équivalent d’une économie d’environ 3 000 tonnes de charbon.
À l’échelle mondiale, deux principales approches technologiques sont explorées pour l’énergie éolienne en haute altitude : la production aéroportée et la production au sol. La différence réside dans l’emplacement du générateur. Les systèmes aéroportés intègrent les générateurs directement sur la plateforme volante, tandis que les systèmes au sol, comme celui testé à Alxa, placent le générateur au sol et utilisent des dispositifs aériens tels que des cerfs-volants ou des dirigeables pour capter le vent et produire de l’électricité grâce à des câbles.
Bien que le concept soit mécaniquement simple, sa mise en œuvre pratique est extrêmement exigeante. Le système doit résister au cisaillement du vent, aux turbulences et aux conditions météorologiques extrêmes. La canopée de 5 000 mètres carrés couvre une superficie équivalente à une douzaine de terrains de basket-ball standard, ce qui rend son déploiement particulièrement complexe. En fonctionnement, le treuil au sol enroule le câble à une vitesse de 50 à 60 kilomètres par heure.
Pourquoi s’intéresser à l’énergie éolienne en haute altitude alors que les parcs éoliens conventionnels sont déjà bien implantés ?
« Les vents de haute altitude offrent une densité énergétique plus élevée, une meilleure stabilité directionnelle et une disponibilité géographique plus étendue. Leurs réserves théoriques dépassent de plus de 100 fois la consommation mondiale d’électricité », explique Huo Shaolei, expert technique senior chez China Power Engineering Consulting Group Co., Ltd.
Comparée aux systèmes terrestres traditionnels, l’énergie éolienne en haute altitude peut réduire la consommation de terres et d’acier jusqu’à 90 % et les coûts de production d’électricité d’environ 30 %. M. Huo a souligné que l’énergie éolienne en haute altitude demeure un segment sous-développé du secteur des énergies renouvelables, mais que, grâce aux progrès technologiques et à la baisse des coûts, ses perspectives commerciales sont très prometteuses.
« Notre prochaine étape consiste à mener des essais impliquant plusieurs systèmes de cerfs-volants et à lancer des essais de production d’électricité d’ici la fin de l’année prochaine », a-t-il ajouté.
Actuellement, la Chine détient un portefeuille de droits de propriété intellectuelle indépendants pour son modèle d’énergie éolienne au sol en haute altitude utilisant des cerfs-volants à échelle, ce qui lui assure une autonomie sur l’ensemble de la chaîne industrielle.
