Alors que l’énergie éolienne est la principale source d’énergie renouvelable aux États-Unis, l’élimination des éoliennes est gaspilleuse et contribue à la pollution de l’air et du sol. Les experts envisagent des options pour améliorer le recyclage et rendre les pales plus respectueuses de l’environnement.
L’élimination et le recyclage des pales d’éoliennes présentent un défi majeur pour l’industrie de l’énergie renouvelable. Les matériaux utilisés dans la construction de ces pales, généralement en fibre de verre ou en plastique renforcé de fibres de carbone, sont durables et résistants, ce qui les rend difficiles à recycler avec des méthodes conventionnelles.
Préparation du recyclage des pales d’éoliennes désaffectées. Image utilisée avec l’aimable autorisation du Département de l’Énergie
Au cours de la prochaine décennie, l’élimination annuelle mondiale des pales d’éoliennes pourrait atteindre 200 000 tonnes. Cette estimation ne comprend même pas les versions plus récentes, plus hautes et plus puissantes des éoliennes.
Les méthodes d’élimination actuelles, l’incinération ou l’enfouissement, présentent des inconvénients environnementaux. L’incinération génère de la pollution atmosphérique et les produits en fibre de verre et en fibre de carbone ne sont pas biodégradables et resteront à jamais dans les décharges.
Trouver des méthodes d’élimination alternatives pour les pales d’éoliennes est crucial pour maintenir l’efficacité globale de l’énergie éolienne.
Les pales d’éoliennes – Durables à défaut
La plupart des éoliennes sont dotées de structures imposantes avec des pales en fibre de verre, certaines s’étendant sur plus de la moitié de la longueur d’un terrain de football. Elles sont spécialement conçues pour résister aux conditions de vent extrêmes et turbulentes. La durabilité contribue à augmenter la durée de vie des éoliennes.
Les éoliennes ont une durée de vie estimée à 25 ans, mais les données récentes indiquent une diminution de la mise hors service des éoliennes au cours des trois dernières années, tant en Europe qu’aux États-Unis. Cette tendance suggère que les éoliennes pourraient avoir la capacité de durer plus longtemps que prévu initialement.
Malheureusement, bien que cela soit positif pour atténuer les préoccupations immédiates concernant les problèmes d’élimination des déchets des pales d’éoliennes, les problèmes sous-jacents persistent. Une partie importante d’une éolienne peut être recyclée ou réutilisée dans d’autres parcs éoliens. Cependant, les experts prédisent que les États-Unis auront du mal à se débarrasser de plus de 720 000 tonnes de matériaux de pales au cours des deux prochaines décennies.
Accumulation prévue des pales d’éoliennes en fin de vie au cours des deux prochaines décennies. Image utilisée avec l’aimable autorisation du Département de l’Énergie
Les possibilités limitées de recyclage ou d’élimination des pales d’éoliennes entraînent des procédures coûteuses. En conséquence, la plupart des pales se retrouvent soit dans des décharges, soit subissent une incinération en fin de cycle de vie.
Options pour les pales d’éoliennes en fin de vie
De considérables efforts de recherche se concentrent sur le recyclage des pales d’éoliennes. Un défi majeur réside dans la séparation des polymères de la résine de liaison. Les méthodes de recyclage prédominantes consistent à les soumettre à la chaleur dans un environnement appauvri en oxygène (pyrolyse) ou à utiliser un solvant pour isoler la résine (solvolyse). Cependant, les deux techniques donnent des fibres dont la résistance est réduite par rapport aux nouvelles fibres et sont plus coûteuses à produire.
Carbon Rivers, une société de R&D du Tennessee, a mis au point un processus permettant d’extraire de la fibre de verre pure et non endommagée à partir de pales d’éoliennes retirées à l’aide de la pyrolyse. Ce matériau peut être utilisé dans de nouveaux produits ou recyclé pour fabriquer des éoliennes nouvelles générations plus faciles à recycler. Le département de l’Énergie des États-Unis finance ce projet.
Une autre approche consiste à redessiner les éoliennes avec des polymères thermoplastiques, un type de plastique malléable sous l’effet de la chaleur. Contrairement aux polymères thermodurcissables actuels, ces thermoplastiques offriraient une plus grande facilité de réparation et pourraient être transformés plus facilement en nouvelles pales. De plus, il y a la possibilité de fabrication sur site pour contourner les exigences en matière de transport.
Pale d’éolienne recyclable en production. Image utilisée avec l’aimable autorisation de NREL
Les possibilités de réutilisation des pales d’éoliennes en fin de vie comprennent des mangeoires pour animaux, des abris d’autobus, des cloisons agricoles, des matériaux de construction pour l’habitat, du mobilier public, de l’isolation thermique et des atténuateurs de vagues. Il existe également des possibilités de réutilisation dans les toitures et les fondations de bâtiments, ce qui pourrait réduire les impacts environnementaux dans l’environnement construit.
La recherche de solutions pour le recyclage ou la réutilisation des éoliennes existantes pourrait offrir des connaissances précieuses qui dépassent le secteur de l’énergie renouvelable. De tels progrès pourraient ouvrir la voie à des approches similaires pour les bateaux ou les avions mis hors service, qui utilisent des matériaux renforcés de fibres dans leur construction. Cette application transsectorielle des techniques de recyclage et de réutilisation pourrait contribuer de manière significative aux défis de la gestion en fin de vie des différentes structures fabriquées avec des matériaux composites similaires.