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L’institut de Recherche Technologique (IRT) Jules Verne avait lancé en septembre 2020 le projet ZEBRA (Zero wastE Blade ReseArch), pour une durée de 42 mois et un budget de 18,5 millions d’euros. Le projet coordonne un consortium d’industriels pour démontrer à grande échelle la pertinence technique, économique et environnementale d’une pale d’éolienne thermoplastiques, avec une éco-conception facilitant le recyclage des matériaux composites.
La plus grande pale d’éolienne au monde en composites 100% recyclable
L’enjeu fondamental pour la filière éolienne est de faire face au défi de la fin de vie de ces installations. D’une durée de vie de 20 à 30 ans, les pales étaient jusqu’alors fabriquées de fibres de verre, de résines thermodurcissables ou de carbone. Avec un taux de recyclabilité des éoliennes de 85% à 90%, l’industrie cherche désormais à concevoir et fabriquer la première pale d’éolienne 100% recyclable. En compétition avec un autre programme, le projet Cetec (Circular Economy for Thermosets Epoxy Composite) lancé par le géant de l’éolien Vestas sur une technologie différente, le projet ZEBRA vient donc d’annoncer la sortie du premier prototype à l’échelle 1 de la plus grande pale d’éolienne au monde, 100 % recyclable. « C’est une étape importante dans la transition de l’industrie vers une économie circulaire », a indiqué l’IRT Jules Verne.
Le consortium du projet ZEBRA comprend l’industriel chimiste français Arkema, l’américain Owens Corning, spécialisé dans les nouveaux matériaux, le fabricant de pales espagnol LM Wind Power, l’énergéticien et opérateur de champs éolien Engie, le spécialiste de l’eau et des déchets Suez ainsi que deux centres techniques (CANOE et IRT Jules Vernes).
Un consortium stratégique qui représente l’ensemble de la chaîne de valeur
Pour accélérer la transition de l’industrie éolienne vers une économie circulaire des pales d’éoliennes, avec l’intégration de composites hautement recyclables. Le consortium stratégique mis en place dans le cadre du projet couvre l’ensemble de la chaîne de valeur : du développement des matériaux, à la fabrication des pales, à l’exploitation et au démantèlement des éoliennes, et enfin au recyclage dès le matériau de la pale mis hors service.
Le prototype du projet ZEBRA, mesurant 62 mètres de longueur, a été fabriquée à partir de la résine Elium® d’Arkema, une résine thermoplastique connue pour ses propriétés recyclables, qui a été associée aux nouveaux tissus de verre haute performance de l’américain Owens Corning. De son côté, LM Wind Power a conçu et construit la pale thermoplastique à Ponferrada en Espagne.
Le matériau composite ainsi produit offre des performances similaires aux résines thermodurcissables mais avec un avantage clé unique : la recyclabilité.
Une méthode avancée de recyclage de matériaux composites, développée par Arkema et les partenaires de CANOE, est testée sur toutes les pièces composites y compris les déchets générés par la production. Owens Corning est également chargé de trouver des solutions pour le recyclage de la fibre de verre par refusion ou réutilisation dans diverses applications.
Puis l’innovation dans ce projet réside aussi dans l’automatisation des processus de fabrication, afin de réduire la consommation d’énergie et les déchets de production.
LM Wind Power va maintenant commencer des tests de durée de vie structurelle à grande échelle dans son centre de test et de validation au Danemark, afin de vérifier les performances du matériau composite utilisé dans la fabrication de la pale et sa faisabilité pour une future production durable de pale. Les méthodes de recyclage en fin de vie seront également validées, une fois ces tests terminés. D’ici la fin du projet en 2023, le consortium aura relevé le défi d’inscrire durablement la filière éolienne dans la boucle de l’économie circulaire, selon les principes de l’éco-conception.
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