Comment faire des éoliennes avec nettement moins de métaux ?

Quelques pistes :

Facteur 2 par la géométrie :

En fait, si on utilisait des éoliennes inclinables à doubles rotors horizontaux de dernière génération, il y aurait environ un gain d’un facteur 2 (2 fois plus de puissance avec la même quantité de vent et la même. quantité de métaux).

Dans ce cas, on peut faire la même. quantité d’électricité avec deux fois moins de métaux (on gagne aussi en surface pour des raisons d’aérodynamique : elles se masquent moins le vent incident sur un champ d’éoliennes).

https://seatwirl.com/news/white-paper-possible-to-dramatically-increase-power-density-in-wind-farms-with-seatwirls-vertical-axis-turbines/

Facteur 10 par les aimants supraconducteurs :

Si au lieu d’utiliser des aimants permanents on utilise des electo-aimants, alors on a plus besoin des terres rares pour les aimants.

Si les bobines de cuivre qui remplacent les aimants permanents sont refroidis jusqu’à devenir supraconductrices, alors on peut générer des champs magnétiques intenses avec une puissance modérée (puisée sur l’énergie produite par l’éolienne elle-même qu’on ré-injecte (en soustrayant une fraction de la puissance de sortie d’autant plus faible que la résistance des bobines est faible))

Ce n’est pas un « perpetuum mobile » pour autant : la puissance électrique produite est toujours tributaire de la puissance mécanique du vent incident (énergie cinétique), c’est simplement plus efficace que si on utilise des aimants permanents ou bien si on utilise des bobines qui ne sont pas refroidies jusqu’à un état supraconducteur.

En fait, c’est comme ça que fonctionnent les alternateurs de voitures (Dynamos sans aimants permanents, puisant le courant des électro-aimants sur l’accu au démarrage, puis renflouant ledit accu dans un second temps en regime de croisière).

Des electro-aimants supraconducteurs ne sont pas une nouveauté : C’est utilisé de façon. routinière au CERN dans les accélérateurs depuis presqu’un demi-siècle.

C’est moins low-tech, mais justement c’est une bonne chose…

• Les systèmes trop high-tech sont sensibles à la disruption en production (composants) ou à l’ utilisation (fragilité).
• Des systèmes trop low-tech sont faciles à produire et à maintenir et robustes, mais c’est souvent au détriment de l’efficacité (et résulte donc dans un gaspillage de matériaux…)

L’idéal serait de trouver expérimentalement une sorte de « Goldilocks zone » dans laquelle lesdites éoliennes pourraient être construites raisonnablement facilement.

Conclusion :

Au total, en combinant ces deux idées, on pourrait avoir un facteur d’efficacité de 20 par rapport au parc éolien actuel.

Dans ce cas, la chute de PIB ne serait plus de 200 par rapport à la situation actuelle si on utilisait cette combinaison de concepts, mais d’un facteur:

200 / 20 = 10.

Ce qui est déjà plus réaliste.

Dit autrement, on pourrait fournir à un pays comme la France l’électricité dont elle a besoin, non pas en utilisant 100 fois la quantité de métal utilisée par le parc éolien actuel, mais en utilisant seulement 5 fois la quantité de métal utilisée par celui-ci.

PS : Ceci est un premier jet.

Cela mérite réflexion, mais la littérature scientifique montre que c’est théoriquement possible et des expériences faites en Norvège montrent qu’un prototype utilisant des concepts apparentés peut fonctionner dans la pratique (l’optimiser et le produire en masse est une autre histoire…)

https://m.youtube.com/watch?v=noMtjX3uvnw

https://www.researchgate.net/publication/306046525_Superconducting_Wind_Turbine_Generators