Eolienne de Dumont d’Urville

Sur le continent Antarctique, l’exploitation des énergies renouvelables devient particulièrement intéressante dans la mesure où diminuer la consommation d’énergie fossile réduit non seulement toute la logistique associée au transport des carburants et à leur stockage, mais limite également les risques de pollution — émissions gazeuses — et de déversements accidentels dans l’environnement.

Après la réduction des consommations, l’optimisation des rendements et la recherche de l’efficacité, il reste, en développant des systèmes utilisant les énergies renouvelables, à apporter une réponse à la production de l’énergie elle-même. Les sources exploitables réalistes pour ces sites étant le soleil (production directe d’énergie électrique ou d’énergie thermique) et le vent (énergie mécanique potentielle).

Une installation de faible capacité est déjà intéressante car chaque kWh produit sera un kWh gratuit. Dans un premier temps, les installations à énergies renouvelables peuvent venir en complément de moyens conventionnels à énergie fossile puis, suivant la montée en puissance de ces équipements, prendre le pas et devenir les installations nominales de production.

Les consommations de carburant fossile de Dumont d’Urville et de Concordia sont parmi les plus faibles des stations antarctiques de même taille grâce à une gestion fine et commune des besoins électriques et thermiques – installations de cogénération, dispositif d’écrêtage, individualisation des températures des locaux, dispositifs d’écrêtage de la charge électrique.

Il n’y a pas de solution universelle, mais des solutions adaptées aux conditions environnementales. Ainsi, les conditions de Dumont d’Urville montrent que l’exploitation du vent semble plus adaptée à ce site, tandis que Concordia se prête mieux à la mise en place de systèmes exploitant le rayonnement solaire. Dans une première approche, les projets d’équipements en énergies renouvelables visent à répondre aux pics d’activité des périodes d’été. Il s’agit de se familiariser avec ces équipements et de compléter la fourniture électrique diesel, et non pour le moment de la remplacer.

Choix technique

Pour une première installation, le choix s’est porté sur une éolienne à axe vertical de puissance moyenne, basée sur le principe de Darrieus (par opposition au principe Savonius). Les rotors verticaux ont l’avantage de tourner lentement — de rester visibles pour la faune aviaire — et d’être mécaniquement plus simples : pas de pas variable, pas d’orientation. C’est le modèle Megastar de 20 kW de Ropatec qui a été retenu.

Cette machine est d’une taille et d’une masse compatibles avec les moyens de manutention du site d’installation retenu — la plateforme du Lion. En effet, une machine plus grande aurait exigé une grue d’un coût plus élevé que l’éolienne elle-même. La machine est installée, pour ces mêmes raisons, sur un mât court posé sur un plateau amovible plutôt que sur un mât ancré dans le sol. Le plateau est immobilisé par huit contrepoids en béton et acier de 4 t chacun. L’éolienne peut ainsi être déplacée et réinstallée si la position doit être modifiée.

Caractéristiques de l’éolienne Ropatec Megastar

La vitesse de rotation maximum est de 90 tr/min ; les cinq pales verticales mesurent 680 × 5 828 mm. Cette taille et ce faible taux de rotation permettent de la garder visible. La vitesse de vent efficace est comprise entre 5 et 20 m/s de vent. La pleine production est atteinte à 11 m/s. Le frein électrique est actionné au-delà de 20 m/s, l’alternateur se découple, et le frein hydraulique maintient la machine à l’arrêt. Si un défaut apparaît (rupture de l’anémomètre, désordre électrique, découplage inopiné du réseau…), le frein hydraulique stoppe la rotation par défaut de courant. La taille hors tout sur le pied est de 9 959 mm pour un diamètre en rotation de 8 200 mm et une masse de 3 700 kg.