Repenser l’énergie éolienne

Vortex Bladeless S.L. développe et commercialise des turbines éoliennes sans pales. Plus besoin de tige, d’engrenage, de roulement ou de mécanisme qui généralement s’usent avec les frottements.

(Image : avec l’aimable autorisation de l’entreprise)

Cette technologie repose sur la résonance aéroélastique permettant à la turbine de capter l’énergie des vortex en formation. Généralement, une éolienne sans pale se compose d’un cylindre vertical fixé par une tige élastique ancrée au sol. Le mouvement de la partie supérieure est magnétiquement restreint car c’est là que se trouve la plus grande amplitude d’oscillation. Le cylindre capte l’énergie du vent lorsqu’il entre en résonance en raison de l’effet aérodynamique appelé détachement tourbillonnaire. L’énergie mécanique est ensuite transformée en électricité via un alternateur.

Inspiration née de l’effondrement du pont suspendu du détroit de Tacoma

Modèle Tacoma de Vortex (2,75m de haut) à Valle de Ambés (Ávila)

Le troisième pont suspendu le plus long du monde a été construit en 1940 dans l’État de Washington, États-Unis d’Amérique, sur la route 16, au-dessus du détroit de Tacoma. Quatre mois après son inauguration, le pont commença à osciller puis finit par s’effondrer. Cet effondrement structurel spectaculaire est l’un des exemples académiques les plus utilisés pour démontrer comment fonctionnent les résonances aérodynamiques induites par le vent.

David J. Yáñez prend connaissance de cet effondrement en 2002 pendant ses études d’ingénieur à l’Université de Valladolid. Il dépose par la suite le premier brevet concernant une machine capable d’exploiter ce type de résonance aérodynamique pour générer de l’énergie électrique.

Il s’agit d’une structure verticale élancée de section circulaire, oscillant dans le plan perpendiculaire au sens du vent. Cette machine est capable de fonctionner sans tige, ni engrenage, ni roulement ou mécanisme. Nul besoin donc de lubrifiant. Les coûts de maintenance et la durée d’amortissement sont également réduits. L’objectif est de produire de l’énergie à partir de la force du vent, sans nécessairement une structure munie de pales comme dans les turbines éoliennes conventionnelles. Des années plus tard, en 2010, David J. Yáñez et Raúl Marín Yunta déposent le brevet ES2374233B1 via leur société, DEUTECNO S.L.

Après avoir reçu le soutien de la Fondation Repsol et obtenu d’autres récompenses, ils créent Vortex Bladeless S.L., qui décroche deux aides financières successives. L’entreprise fabrique actuellement le premier ensemble de présérie constitué de 100 petites unités afin de développer suffisamment le produit pour le présenter sur le marché.

Les phases de développement de cette technologie

La première phase consiste essentiellement à comprendre le phénomène aérodynamique.

Ce type de résonance aérodynamique est généralement considéré comme un problème et on sait très bien comment l’éviter. En revanche, on sait beaucoup moins comment exploiter ce phénomène. Grâce au soutien de multinationales comme Altair Engineering, Inc. et d’organisations comme le centre de calcul haute performance (supercalculateur) de Barcelone, la configuration a été optimisée pour obtenir une performance maximale de la machine.

La deuxième phase vise à contrôler comment la structure interagit avec le vent pour augmenter les plages de vitesses du vent auxquelles la résonance se produit.

Essais en soufflerie à l’Institut universitaire de microgravité Ignacio da Riva de l’Université polytechnique de Madrid.

La troisième phase correspond au développement d’un alternateur capable de convertir convenablement l’énergie oscillatoire en électricité. La machine se trouve actuellement dans sa quatrième et dernière phase. Cette phase correspond à la production, à l’industrialisation et à la commercialisation, une fois le “produit minimum viable” défini.

Reconnaissance internationale

Modèle Nano de Vortex

Ce projet a suscité un intérêt exceptionnel à l’échelle internationale, en particulier en Asie, en Amérique et en Europe.

L’équipe a reçu d’innombrables demandes de collaboration de toutes natures, émanant d’établissements universitaires et d’industriels.

Par exemple, l’une des trois premières entreprises mondiales spécialisées dans l’énergie éolienne a proposé d’engager un projet de collaboration pour analyser dans quelle mesure cette idée pourrait s’appliquer à des machines de plus grande taille.

Les organisations à but non lucratif ont également réservé un excellent accueil à cette technologie.

Actuellement, des organismes comme SEO Birdlife, les Nations Unies et la Commission européenne, ainsi que beaucoup d’autres coopératives, associations et institutions nationales et internationales aident l’entreprise à réaliser son objectif ou lui apportent des perspectives diverses.

Pour Vortex Bladeless, protection et propriété industrielle vont de pair

Le premier brevet, ES2374233B1, qui a été étendu depuis pour couvrir l’Europe et l’Amérique (États Unis d’Amérique et Mexique), ainsi que les brevets et publications EP15771650, WO2017174161A1, WO2018149942A1, etc., protègent les innovations et l’entreprise en elle-même. La propriété industrielle (brevets et marques de Vortex Bladeless) a toujours été considérée comme l’épine dorsale du projet dans son ensemble.

En réalité, les différentes familles de brevets reflètent fidèlement le parcours de l’entreprise. Le niveau de protection accordé à la technologie a toujours été considéré comme un aspect primordial pour chaque demande de subvention présentée par l’entreprise ou dans chaque concours auquel elle a participé. Heureusement, ce type d’éolienne étant le premier de son espèce, il répond facilement aux critères de “nouveauté” ou d’“activité inventive”, exigés par tous les offices de brevets du monde où la demande de protection a été déposée.

Même si toute la technologie de Vortex Bladeless est actuellement protégée, la protection est une stratégie que la société poursuivra à l’avenir, en ciblant peut-être davantage les procédés de fabrication et les produits dérivés de la mise en œuvre de cette technologie dans différents domaines.