FEDRE

Le repowering : rééquiper les parcs éoliens

Les aérogénérateurs terrestres sont conçus pour une durée de vie d’environ 20 ans. Au-delà de cette durée, ils doivent être remplacés afin de maintenir la puissance installée. C’est la phase de rééquipement ou de repowering des parcs éoliens. Le démarrage du développement du parc éolien français date d’une vingtaine d’année, ce qui fait que les premiers parcs commencent à arriver en phase de repowering.

Le remplacement des aérogénérateurs et des mâts implique également le remplacement de la fondation de l’éolienne. Celle-ci est constituée par une lourde semelle en béton fortement armé afin de s’opposer au moment de renversement. En l’état actuel de la pratique, l’ancienne semelle en béton armé est déconstruite et une nouvelle semelle, plus large et plus massive est reconstruite. Cette approche n’apparaît nullement optimum d’un point de vue environnemental.

Le projet FUI25 FEDRE a un double objectif :

• rechercher des solutions techniques permettant de réutiliser les semelles existantes comme un lest en béton pour les nouvelles semelles, ce qui réduira le volume de béton et d’acier nécessaires,
• concevoir une nouvelle semelle de fondation qui pourra s’adapter à plusieurs générations successives d’aérogénérateur en n’augmentant que le lest mécanique.

Le projet en detail

Le projet a démarré en septembre 2018 et s’est construit de la manière suivante :

• Instrumentation de 3 semelles de fondation neuves, dans 3 parcs éoliens distincts, ont été mises en œuvre. Ces instrumentations permettant de bien comprendre la distribution des sollicitations dans la semelle du mât jusqu’au sol de fondation, y compris dans les inclusions rigides mises en place sous une des trois semelles pour améliorer les caractéristiques du sol en place.
• Analyse numérique des résultats pour évaluer la distribution des contraintes au sein des semelles instrumentées.
  
• Modélisation numérique du sol de fondation renforcé par inclusions rigides.
  
• Réalisation d’une 1ère maquette à l’échelle 1/10 sur la base de modélisations numériques afin de rechercher les meilleures règles de similitude avec la semelle grandeur nature.
  
• Lancement du programme de tests de la maquette permettant d’évaluer les sollicitations dans la semelle et la valider le comportement de la maquette et le modèle numérique.
  
   
• Engagement des réflexions sur les nouvelles semelles permettant de réutiliser les anciennes semelles. Une solution, dite champignon, avec une nouvelle semelle recouvrant l’ancienne apparaît répondre aux besoins de la plupart des sites éoliens.
   

Et ensuite ?

Poursuite des études des solutions de repowering,
Réalisation d’une maquette instrumentée à l’échelle 1/10 de la solution repowering permettant d’évaluer les sollicitations dans la nouvelle semelle champignon et les sollicitations de connexion avec l’ancienne semelle,
Étude d’analyse du cycle de vie de la solution de repowering pour mettre en évidence les gains environnementaux.