Eclairs au Mont-Crosin: Photo de Frank Oberli

Combien d’impacts de foudre les éoliennes subissent-elles? Quelles sont les conséquences de ces impacts sur les éoliennes? Et sur le réseau de distribution? Voilà le type de questions étudiées par l’EPF Lausanne dans le parc éolien JUVENT.

Des éoliennes exposées à la foudre

Si l’on veut exploiter l’énergie éolienne pour la production d’électricité en Suisse, il est nécessaire de recourir à des sites très venteux et exposés. Et même sur de tels sites, le rotor de l’éolienne doit être placé le plus haut possible au-dessus du niveau du sol afin de tirer parti des vents les plus forts. Mais cette hauteur par rapport au sol et cette exposition présentent un inconvénient majeur: le risque accru de foudroiement. Ce risque est ainsi nettement supérieur pour les éoliennes de Mont-Crosin et de Mont-Soleil que pour celles du Mittelland.

Systèmes de protection anti-foudre

Il existe bien sûr des moyens de protéger les éoliennes contre la foudre. Les appareils modernes sont ainsi équipés de paratonnerres fixés à l’extrémité de chaque pale et reliés à la terre par un câble en cuivre placé à l’intérieur de la pale. Ce système protège efficacement les éoliennes JUVENT, qui subissent chaque année de nombreux impacts de foudre.

 

 

Des dégâts malgré tout

Mais la foudre est imprévisible et les systèmes de protection ne permettent pas toujours d’éviter l’endommagement des éoliennes. L’impact de la foudre peut être d’une intensité telle que l’air humide présent dans la pale se dilate brusquement sous l’effet de la chaleur de la foudre, provoquant l’éclatement localisé de la pale. Il faut alors arrêter et réparer l’éolienne afin d’empêcher la propagation de la fissure, qui risquerait d’entraîner des dégâts plus importants.

 

La recherche internationale au secours des éoliennes

BKW a conclu un contrat de recherche avec le célèbre laboratoire de compatibilité électromagnétique (Electromagnetic Compatibility Laboratory) de l’EPF Lausanne (EPFL). L’objectif est de relever systématiquement les impacts de foudre sur les éoliennes et d’en modéliser le processus afin de parvenir à une meilleure compréhension du phénomène. Les résultats de ces travaux permettront d’optimiser les éoliennes et le réseau de distribution. L’équipe de recherche collabore étroitement avec le centre de recherche et développement du premier fabricant mondial d’éoliennes, Vestas, à Aarhus, au Danemark.

 

«The design of lightning protection of modern wind turbines

represents a challenging problem. The proposed research will provide

tools in view of a more efficient protection of wind power units, with

the final aim of reducing failures of electrical components and increasing

technical reliability and human safety of wind power plants.»

 

Prof. Dr. F. Rachidi

Swiss Federal Institute of Technology (EPFL)

Electromagnetic Compatibility Laboratory