Buse de l’imprimante 3D béton mise au point par les équipes de GE Renewable Energy (crédits photo : GE Renewable Energy)
Il y a près de deux ans déjà, PRIMANTE3D vous relatait cet ambitieux et passionnant projet de General Electric visant à développer une solution d’impression 3D béton pour ses éoliennes. Une ambition qui prend de l’épaisseur puisque le géant américain a inauguré il y a quelques jours un centre de recherche dédié dans la ville de Bergen à New-York. Les premières photos dévoilées montrent le résultat de sa collaboration avec Cobod et LafargeHolcim, notamment une imprimante 3D béton annoncée comme la plus grande au monde, ainsi qu’une centrale à béton.
Pour comprendre la genèse de ce projet, il faut savoir que la majorité des éoliennes réalisées de manière traditionnelle ne dépassent pas les 100 mètres de hauteur. La raison est que le diamètre de la base est limité à 4,5 m, et que tout ce qui est plus large ne peut pas être transporté par la route, à moins d’en payer le prix fort. L’idée de GE Renewable Energy vise donc à tirer parti de l’impression 3D béton pour fabriquer directement sur place des éoliennes qui soient plus performantes grâce à des socles de plus gros diamètres et plus grands.
La société ambitionne des éoliennes qui pourraient ainsi s’élever jusqu’à 200 mètres de hauteur, ce qui permettraient de capter des vents plus forts. Soulignant les limites physiques à la puissance des éoliennes terrestres, Christopher Kenny, directeur principal de l’ingénierie pour les technologies émergentes chez GE Renewable Energy commente : « Les générateurs plus gros nécessiteront des tours plus hautes, plus solides et plus grandes…. Si nous ne faisons rien, nous allons nous heurter à un obstacle. »
« Avec des tours plus hautes de fabrication américaine assemblées sur site, nous pouvons réduire les coûts, surmonter les obstacles logistiques et accélérer les progrès vers nos objectifs »
Imprimante 3D béton développée par les équipes de GE Renewable Energy (crédits photo : GE Reports)
Prototype de socle d’éolienne imprimé en béton (crédits photo : GE)
Soutenu par le ministère américain de l’énergie à hauteur de 5 millions de dollars, le centre d’innovation regroupe une équipe de 20 personnes qui travaille de concert pour optimiser la technologie d’impression 3D. GE explique que ses équipes doivent encore relever un certain nombre de défis, notamment sur le mélange de béton qui doit durcir rapidement pour que la couche qui le recouvre ne le déforme pas. En revanche, si le béton durcit trop vite, il peut encrasser l’imprimante et détruire le matériel. « Nos contraintes et exigences structurelles sont nettement plus élevées que dans une maison imprimée en 3D que vous voyez aujourd’hui », déclare Christopher Kenny.
Outre sa capacité à réduire les délais et coûts de fabrication réputés comme particulièrement lourds dans ce secteur, la fabrication additive permettrait également une meilleure adaptation des éoliennes à la situation du terrain. GE explique que la possibilité d’imprimer des socles pouvant varier, notamment en hauteur, pourrait permettre des hauteurs de turbine optimisées à leur environnement local. « Lorsque vous pensez à de très grands parcs éoliens où le terrain et le vent changent, nous sommes limités sur la façon dont nous pouvons faire varier la hauteur de la turbine pour maximiser la disposition du site », commente Christopher Kenny
Sur les échéances à venir, la société indique vouloir tester sa technologie en intérieur dès cette année, et commencer à imprimer à l’extérieur l’année prochaine. Pour ce faire, l’équipe de GE cherche un site viable pour l’installation d’un prototype de turbine qui générera 2 à 3 mégawatts. « Atteindre les objectifs ambitieux de l’administration Biden d’électricité sans carbone d’ici 2035 et une économie nette zéro d’ici 2050 nécessitera beaucoup plus de capacité d’énergie éolienne. Nous sommes fiers de nous associer à GE Renewable Energy sur cette technologie d’impression 3D innovante qui a le potentiel de changer la donne dans la façon dont nous exploitons cette ressource », conclut Alejandro Moreno, sous-secrétaire adjoint du Département américain de l’énergie pour les énergies renouvelables. « Avec des tours plus hautes de fabrication américaine assemblées sur site, nous pouvons réduire les coûts, surmonter les obstacles logistiques et accélérer les progrès vers nos objectifs. »
Les incursions de GE Renewable Energy dans la fabrication additive pour ses éoliennes, ne s’arrête pas aux socles. La société mène également des essais sur la technologie d’impression 3D à sable de Voxeljet pour fabriquer les moules pour les composants de la nacelle. Parmi les autres acteurs présents sur ce créneau, citons RCAM Technologies qui travaille quant à lui sur un projet de structures d’éoliennes offshore imprimées en béton.
Centrale mobile à béton développée par les équipes de GE Renewable Energy (crédits photo : GE Reports)
