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Harsh environment

De grands systèmes dans des environnements extrêmement hostiles

Une installation d’essai répondant aux besoins actuels du secteur de l’énergie

Les infrastructures énergétiques multi-MW, telles que les parcs éoliens, mais aussi d’autres actifs énergétiques comme les centrales solaires et les applications pétrolières et gazières (y compris, par exemple, le gaz liquéfié), ... sont de plus en plus souvent installés dans des endroits éloignés. Ceci s’explique par la présence de certaines conditions ou matières premières sur ces sites éloignés, comme des vents offshore forts et stables en mer du Nord et en mer Baltique, des niveaux de rayonnement solaire élevés dans les zones désertiques ou la présence de pétrole et de gaz dans les régions (polaires) offshore. En ce qui concerne l'énergie éolienne, notamment en raison de l’effet NIMBY (not-in-my-backyard), la tendance est à l'installation d'éoliennes en mer ou dans des endroits très éloignés au nord de la Scandinavie, qui sont moins densément peuplés et où la force du vent est comparable à celle du vent en mer. L’inconvénient de ces lieux éloignés est qu’ils sont exposés à des conditions climatiques extrêmes en certaines saisons, ce qui signifie que les systèmes et les équipements doivent pouvoir résister et fonctionner dans ces conditions extrêmes, bien qu’elles représentent un défi considérable pour les installations électromécaniques et électriques utilisées au sein du secteur.

 

Les essais climatiques sur de grands composants, visant à démontrer la fiabilité et les performances de l’infrastructure énergétique, constituent l’une des activités principales de notre installation d’essai climatique située dans le port d’Anvers. La grande chambre climatique qui y a été installée en 2012 permet de tester et de valider de grands et lourds équipements électromécaniques dans des conditions climatiques extrêmes. Des températures extrêmes (-60 °C à +60 °C), un taux d’humidité élevé, de la chaleur infrarouge et la formation de glace peuvent y être simulés de manière contrôlée afin d'obtenir un aperçu des capacités de résistance et des limites de fonctionnement des composants utilisés dans des éoliennes, des centrales solaires, des solutions de stockage de l'énergie, ...  En 2019, cette installation d’essai s’est retrouvée sous le feu des projecteurs car une grande compagnie pétrolière et gazière y a fait tester un joint tournant grand et lourd pour des environnements offshore.

 

L’IBN explore le potentiel des technologies énergétiques offshore

Sirris dirige l'Innovative Business Network (IBN) Offshore Energy depuis 2017. En 2019, ce cluster innovant a entamé sa troisième année. Au sein de ce réseau, le potentiel économique et innovant des technologies énergétiques offshore utilisant l’énergie éolienne, marémotrice et hydrolienne offshore est exploré en étroite collaboration avec des entreprises flamandes. Le cluster est géré par les partenaires de l'OWI-Lab, Sirris, l’UGent et la VUB, sous la supervision des entreprises du groupe de pilotage Jan De Nul, Parkwind, Deme, Engie-Lab, Engie-Fabricom et OCAS.  L’objectif du cluster, qui regroupe 55 partenaires au total, est de mettre en place des activités de R&D&I - ateliers technologiques et séances d'information, congrès, missions de recherche - axées sur l’innovation émergente et les tendances du marché au sein du secteur. Sur la base des résultats de ces actions, des projets d’innovation sont lancés et développés afin de parvenir à des concepts et des propositions d’innovation.

Une année particulièrement active

En 2019, une attention particulière a été portée à la recherche de synergies entre les innovateurs belges en matière d'énergie éolienne offshore et ceux basés au Royaume-Uni. Début 2019, une réunion d’innovation a été organisée entre la Belgique et le Royaume-Uni, à Ostende, en collaboration avec ORE Catapult, afin de s’informer mutuellement concernant les activités de R&D&I en cours et de mettre en relation les entreprises du cluster.

 

En outre, l’IBN Offshore Energy a soutenu la session du congrès lors des Belgian Offshore Days en mars. Le séminaire était axé sur les tendances de la servitisation et de la digitalisation dans l’O&M éolien offshore. Durant l'été, l’attention s’est tout particulièrement portée sur l’approfondissement des connaissances relatives à la technologie émergente de l'énergie éolienne flottante. Une mission de recherche a été organisée à Ferrol afin de visiter le chantier de construction de l’une des premières éoliennes multi-MW flottantes.

 

Depuis sa création jusqu’en 2019, l’IBN Offshore Energy a déjà lancé et soutenu plus de 20 projets collaboratifs en R&D&I, allant de la recherche fondamentale à la recherche appliquée en passant par des partenariats d’innovation bilatéraux entre les membres. En 2019 également, une nouvelle feuille de route a été élaborée avec les membres du groupe de pilotage. Celle-ci met l’accent sur les thèmes d’innovation émergents pour les cinq prochaines années, et se concentre en particulier sur la chaîne de valeur de l’énergie éolienne offshore.

 

Sirris présente des cas reflétant l’état de l’art concernant des éoliennes fonctionnant dans des climats extrêmes

Début 2019, Sirris a participé à la conférence annuelle Winterwind à Umeå, en Suède. Cette édition était consacrée aux travaux de R&D en cours sur l’énergie éolienne dans des climats froids et glacés et incluait comme d’habitude une visite d’un parc éolien exposé à des températures particulièrement froides. L'équipe de Sirris qui travaille dans la grande installation d'essai climatique du port d'Anvers a présenté deux cas du laboratoire d'essai ainsi que des essais de composants d'éoliennes grandeur nature pour des climats froids. Le premier cas portait sur un essai de démarrage à froid de prototypes de boîtiers d’engrenage de Siemens Gamesa Renewable Energy, un des principaux OEM du secteur de l'énergie éolienne. Le deuxième cas concernait la validation d’un essai de démarrage à froid de systèmes de pompes de transformateur, une collaboration entre Sirris et la PME portugaise Efaflu.

 

En avril, les experts de Sirris ont participé à WindEurope, le plus grand salon au monde consacré à l’énergie éolienne, organisé à Bilbao. Sous l'égide de l’OWI-Lab, la collaboration en matière de R&D entre Sirris, la VUB et l'UGent, les ingénieurs et chercheurs concernés ont présenté leurs dernières recherches lors de la conférence et par le biais de poster sessions. En partenariat avec l'entreprise portugaise Efaflu, ils ont présenté une affiche à la communauté internationale de R&D en matière d'énergie éolienne concernant l’essai de démarrage à froid d'une pompe de transformateur.