La prochaine étape de la révolution
Le potentiel des éoliennes est énorme. En effet, tant la quantité d'électricité produite que la fiabilité des appareils peuvent être améliorées de manière significative. La spin-off de l'ETH Zurich RTDT s'est attelée à ce défi et a développé une solution matérielle et logicielle sous la forme d'Aerosense. Les bureaux de l'entreprise, situés dans le Technopark de Zurich, sont équipés de toutes sortes d'appareils électroniques et jonchés de fers à souder, de rubans adhésifs attendant d'être utilisés et de films photovoltaïques prêts à être appliqués. L'entreprise y construit des prototypes qui seront ensuite fixés sur les pales des éoliennes.
De la surveillance à la conception et au contrôle
Composée de huit personnes au total, l'équipe a mis au point une solution matérielle et logicielle qui recueille des données aérodynamiques, acoustiques et structurelles sur les pales de rotor. Si, à l'origine, ils destinaient leur produit, Aerosense, à la maintenance prédictive, il s'est avéré beaucoup plus utile pour la conception d'éoliennes. C'est pourquoi RTDT Laboratories a rapidement adapté son modèle d'entreprise. «Nous avons commencé avec un logiciel pour la surveillance des structures», explique le PDG Imad Abdallah. «Mais lorsque les fabricants ont réalisé que nous pouvions également mesurer l'aérodynamique, notre objectif a changé de manière décisive.»
Soudain, il ne s'agissait plus de surveiller la structure, mais d'utiliser les données recueillies pour améliorer la conception des pales de rotor et produire plus d'énergie. «Nous pouvons désormais travailler main dans la main avec les fabricants pour développer quelque chose qui va révolutionner les éoliennes», explique Imad Abdallah. Il a lui-même travaillé pendant huit ans en tant qu'ingénieur principal chez Vestas, l'un des plus grands fabricants d'éoliennes, et a consacré toute sa carrière à l'énergie éolienne avant de rejoindre l'ETH Zurich en tant que chercheur invité, puis en tant que scientifique principal au département d'ingénierie civile, environnementale et géomatique.
Repenser les éoliennes
La plupart des éoliennes sont en fait surdimensionnées en termes d'utilisation de matériaux, afin de résister aux conditions défavorables auxquelles elles sont exposées. Si les fabricants apprennent à optimiser la conception, le contrôle, la structure et l'aérodynamique de leurs pales de rotor, la quantité de matériaux peut être réduite de cinq à dix pour cent, ce qui entraîne une diminution des coûts de production. «Le fait que nous ayons changé d'orientation ne signifie pas que nous avons abandonné la maintenance. Notre technologie en est toujours capable, comme elle l'était auparavant. Mais il y a un autre domaine d'utilisation qui est plus rentable pour nos clients potentiels», précise Imad Abdallah.
Un plâtre pour les pales de rotor
Aerosense peut être considéré comme un enduit intelligent collé sur les pales de rotor. Il mesure les facteurs aérodynamiques et structurels, c'est-à-dire les caractéristiques vibratoires, les émissions acoustiques, la déformation et la température de la pale du rotor. Le module s'installe en cinq minutes et transmet les données sans fil au logiciel en temps réel. «Il fonctionne comme une Apple Watch ou un tracker de fitness, fournissant des informations sur l'état physique de la pale de rotor à tout moment», explique Imad Abdallah. Le dernier système en date est actuellement utilisé en Autriche, où l'objectif, d'ici à la fin de 2025, est de prouver qu'il peut survivre dans un environnement réel pendant une durée de vie d'un an. Avec des vitesses de rotor de 80 à 100 m/s, des températures de -20 à 60 degrés Celsius et une humidité ambiante élevée, les moindres défauts peuvent entraîner des dommages. Les tests de ce type sont donc essentiels pour déterminer si Aerosense restera opérationnel pendant une période prolongée.
Les prochaines étapes du développement
L'année 2026 représentera une nouvelle étape pour RTDT. D'ici là, la spin-off prévoit d'avoir réalisé une intégration douce avec un fabricant de renom. «Cela signifie que nous visons une durée de vie de trois ans pour Aerosense et que les pales de rotor sortiront de l'usine avec les dispositifs déjà fixés», explique Imad Abdallah. Une fois ce stade atteint, il sera facile de faire évoluer le matériel et de l'utiliser sur des centaines d'unités. RTDT prévoit de franchir l'étape décisive et de parvenir à une intégration complète au début de l'année 2027. «Notre matériel ferait alors partie intégrante des pales de rotor au lieu d'être un simple ajout», continue Imad Abdallah.
Aerosense pourrait vraiment décoller
Selon Imad Abdallah, le retour d'information que RTDT reçoit de la part des fabricants d'éoliennes est excellent. Le marché n'offre pas de produit comparable, c'est-à-dire un produit qui utilise la technologie des capteurs pour augmenter la production d'électricité tout en réduisant les coûts de fabrication. En même temps, la spin-off ne serait pas allée aussi loin sans le soutien de l'ETH Zurich. «L'image prestigieuse a surtout ouvert la porte à de nombreuses entreprises», explique le PDG. «Ce que nous n'encourageons pas encore assez, c'est le bon état d'esprit. Les doctorants et doctorantes doivent passer d'une mentalité académique à une approche pratique et orientée vers le client», ajoute-t-il - et il a déjà d'autres projets en tête.
À terme, Aerosense pourrait être utilisé tout aussi efficacement sur les ailes des avions pour détecter les conditions de vol instables. «Cela n'est pas très éloigné de ce que nous faisons aujourd'hui. Nous continuerions à mesurer l'aérodynamique, mais pour un domaine d'application différent. Bien que cela n'ait pas encore été mis en pratique, c'est un exemple du vaste potentiel d'Aerosense.»
