Démystifier la science Des éoliennes le long des autoroutes ?

Chaque semaine, notre journaliste répond aux questions scientifiques de lecteurs.

Pourquoi on n’installe pas des éoliennes le long des autoroutes, comme ça se fait ailleurs ?
– Benoît Le Nabec

Cette approche suscite en effet beaucoup d’intérêt. Mais elle utilise des turbines à axe vertical, dont le développement est moins avancé.

« Il s’agit de turbines à axe vertical, explique Bianca Viggiano, ingénieure mécanique à Polytechnique Montréal. Il y en a en Turquie, possiblement en Malaisie aussi. Il s’agit de systèmes de faible puissance [wattage] qui peuvent alimenter du mobilier urbain. S’il s’agit d’autoroutes urbaines, on peut les connecter facilement à des réseaux électriques déjà existants. »

Les turbines à axe vertical sont moins efficaces que celles que l’on voit d’habitude, dont l’axe de rotation est horizontal, avec des pales verticales. « Le vent est plus fort en altitude et la puissance éolienne augmente proportionnellement avec le cube de la vitesse du vent », ajoute M^me Viggiano.

Les éoliennes à axe vertical ont toutefois un avantage : elles sont plus à même de profiter du vent malgré les turbulences. « Avec une éolienne à axe horizontal, il faut que les pales soient face au vent », dit M^me Viggiano.

Comme elles sont moins utilisées, il y a moins de progrès sur l’optimisation des éoliennes à axe vertical. M^me Viggiano a dirigé La Presse vers des spécialistes de cette technologie au laboratoire national sur l’énergie Sandia des États-Unis.

Consommation d’essence

« Des éoliennes à axe vertical conçues pour des coups de vent intermittents, pour profiter de la turbulence des autoroutes, nécessiteraient des pales et une structure très résistantes », estime Kevin Moore, ingénieur mécanique à Sandia. « Ce serait probablement non viable sur le plan économique. Pour les routes où la circulation est soutenue, et donc le vent constant, la transformation du vent en électricité par les éoliennes diminuerait l’impact positif du vent sur les voitures. Ces dernières devraient consommer davantage de carburant. »

Un calcul sommaire de M. Moore montre qu’utiliser ce carburant additionnel pour faire fonctionner une génératrice produirait deux fois et demie plus d’électricité.

Regardez des éoliennes autoroutières en Turquie (en anglais)

Un mémoire de maîtrise d’un étudiant de l’Université technique de Delft, aux Pays-Bas, a aussi étudié en 2015 la question de l’impact des éoliennes autoroutières sur la consommation de carburant des voitures. Il avançait que si on installait des éoliennes au milieu d’une autoroute, le vent de face venant des voitures circulant en sens contraire serait réduit, avec un effet nul sur la consommation de carburant. Il calculait que 50 000 éoliennes sur une autoroute de 110 km généreraient 23 MW, 15 fois moins que le parc éolien de la Seigneurie-de-Beaupré, le plus grand au Canada.

Un rapport du département des Transports de la Caroline du Nord calculait quant à lui que l’énergie produite par des éoliennes autoroutières coûterait au départ cinq fois plus cher que des panneaux solaires, mais que les avancées dans la conception des éoliennes à axe vertical pourraient changer le calcul. Ce rapport notait que les éoliennes généreraient de l’électricité à l’heure de pointe du début de soirée, contrairement aux panneaux solaires.

Des turbines à axe vertical ont été testées par Hydro-Québec à Cap-Chat, en Gaspésie, et à Havre-aux-Maisons, aux Îles-de-la-Madeleine, il y a 30 à 40 ans. Celle de Cap-Chat, la plus grande au monde, est toujours là, mais non fonctionnelle, et celle des Îles a été démantelée en 2019. La technologie éolienne à axe vertical est utilisée depuis l’époque des moulins à vent.

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