Des hydroliennes en série

Si les premières hydroliennes étaient en métal, il est vite apparu que ce n’était pas le matériau le plus adapté. Pour être le plus efficace possible, les pales doivent avoir une forme effilée, avec un gros diamètre près du rotor et une pointe plus fine, ce qui implique une masse très importante au centre. Le faible poids des matériaux composites, mêlant résine et fibres de carbone ou de verre, a joué en leur faveur. Mais les pales d’hydroliennes en composite sont désormais confrontées à un nouveau défi : la fabrication en série. Avec le développement des énergies renouvelables, la demande augmente. « Les technologies usuelles ne permettent pas des cadences de production relativement élevées à un coût faible », explique Marc Moret, dirigeant de la société Loiretech, basée en Loire-Atlantique, et spécialisée dans la conception d’outillages et de moules pour la fabrication de pièces en composite.

Ce moule a servi à réaliser le premier prototype de pale hydrolienne fabriqué d'un seul tenant, qui a été présenté lors du salon Jec World International COmpostites Event, en mars dernier. Loiretech

Une question de rendement

L’entreprise a été contactée par le groupe Alstom pour résoudre un problème : comment produire 500 à 1000 pales d’hydroliennes par an, afin de répondre à la demande mondiale ? La quantité à produire est trop importante pour être fabriquée pièce par pièce, mais elle est trop faible pour être rentable en utilisant les principes de fabrication en série de l’automobile. Il fallait donc innover. C’est ainsi qu’est né en 2015 le projet Hobit(1). « Le projet, mené au sein de l’Institut de recherche technologique Jules Verne à Nantes, a associé un certain nombre de Pme complémentaires. » Parmi les entreprises rassemblées, deux vannetaises, Multiplast, plus connue pour ses bateaux de compétition, et qui souhaite se lancer dans la fabrication d’hydroliennes, et Socomore, qui a apporté son expertise dans le traitement des surfaces immergées dans l’eau de mer.

Un seul moule par pale

Première phase, les calculs : tandis qu’Hydrocean optimise le profil hydrodynamique des pales, la société Calcul-méca les dimensionne au plus juste, afin d’optimiser l’utilisation de matière première. Vient ensuite la partie cruciale : automatiser une production qui se faisait auparavant à la main ou en plusieurs étapes. « Habituellement, on moulait indépendamment les deux faces de la pale, celle en aval du courant d’eau et celle en amont. Il fallait ensuite les démouler, enlever l’excédent de matière à la main ou à la machine, puis assembler les deux moitiés », explique Marc Moret. Pour gagner du temps, les ingénieurs décident de fabriquer la pale d’un seul tenant. Ils sont alors confrontés à un problème, car la pale sur laquelle ils travaillent est creuse ! Or, il est évidemment impossible de la démouler de l’intérieur.

Avec une bâche gonflable

« On a trouvé la solution en utilisant une bâche souple qui se gonfle et vient plaquer la résine à l’intérieur du moule pendant qu’on l’injecte. Elle est ensuite retirée lorsque l’on démoule la pièce. » Le gain de temps est notable : alors qu’il fallait plusieurs jours pour fabriquer une pale, la technique imaginée par les entreprises permet d’en fabriquer deux par jour ! Le consortium a prouvé la faisabilité de sa technique en construisant un tronçon de pale situé à proximité du pied : « Par manque de moyens, nous ne pouvions pas fabriquer la pale entière, qui mesure huit mètres », précise Marc Moret. L’équipe s’est donc contentée de fabriquer la partie qui fait la jonction avec le rotor et qui est la plus délicate à concevoir, car soumise à plus de contraintes mécaniques. Celle-ci mesure tout de même 2,5 m de haut pour 2 m de diamètre. Le projet s’est achevé il y a quelques semaines. Entre temps, le groupe Alstom, qui avait fourni les caractéristiques de la pale, a été racheté par General Electric, qui a décidé de suspendre son programme de développement des énergies hydroliennes. En attendant que la méthode mise au point soit reprise par un industriel, d’autres fabricants d’hydroliennes se penchent sur la problématique de la construction en série. Naval Group à Lorient, par exemple, travaille sur le projet Hydrofan depuis 2015.