La conférence était dédié à Corwin Hardham, co-fondateur de Makani Power et décédé l'année dernière. Il poussait notamment à l'organisation d'une organisation internationale sans profit pour partager les développements dans le domaine.
La conférence est divisée en plusieurs sessions. Deux sessions ont lieux en parallèle et il n'est donc pas possible à une personne seule d'assister à toutes les sessions. Chaque session est supervisée par un "modérateur", qui se charge de présenter le présentateur, de surveiller le temps de présentation et le temps de question.
Une vidéo de Kpower/Negative Neon sur l'AWE (réduite aux US pour l'instant) fut présentée.
Un bref historique de l'AWEC fut présenté.
2007 : workshop in Leuven
2008 : 1ère AWEC organisé par Cristina ARCHER (maintenant à l'université du Delaware) à Chico
2010 : Stanford
2012 : 25 personnes en Virginie
2013 : 180 personnes à Berlin
Besoin de mesures
Besoin d'une sécurité parfaite pour ne pas déteindre sur toute la communauté
Mais besoin d'échecs nombreux pour progresser.
Equilibre à trouver entre l'ouverture/partage et le secret
SKYSAILS
Résumé de la présentation de SkySails, Stephan Brabeck"Il y a de nombreuses petites entreprises dans le domaine et nous pouvons servir d'exemple car nous étions les premiers et que durant c'est 12 dernières années nous sommes passés par des hauts et des bas. Aujourd'hui, il y a un marché énorme dans le production d'énergie.
Dans un projet innovant, il est important d'avoir une vision pour motiver l'imagination des investisseurs.
Mais dans les développements, il faut se confronter au réel le plus vite possible.
Il est important de créer une bonne équipe. Et la confiance en l'avenir est importante pour motiver son équipe.
Plus que de simples clients, il faut trouver les premiers utilisateurs prêts à changer leurs habitudes et à tester le système.
Nos développements sont 10 fois plus couteux depuis notre premier prototype en 2008, c'est le coût de la fiabilité.
Pour faire des économies, il important de considérer le plus tôt possible les problèmes futurs.
Nous avons dû réduire nos effectifs de 80 à 45 personnes, ce qui nécessite toujours 4 à 5 millions d'euros pour faire tourner la boutique."
La présentation s'est terminée par une vidéo prometteuse
AMPYX
Il y a ensuite eu une présentation de Richard RUITERKAMP de Ampyx. La création de l'entreprise en 2010 se basait sur des travaux universitaires à TU Delft depuis 2004. Ils utilisent des ailes rigides (ressemblant à un planeur après les optimisations) avec un rapport coefficient de portance/coefficient de traînée important. Le contrôle se fait au moyen d'ailerons comme sur un avion. Ils ont lancé une campagne d'investissement depuis Septembre 2012. Cela leur a surtout ouvert un réseau. Ils ont par contre lancé un projet de crowfunding (OnePlanetCrowd) et ont obtenu 300 000 euros d'environ 300 personnes et une quinzaine d'organisation dans le temps impartis et sont actuellement à 1 millions d'euros!!! La plateforme de crowdfunding utilisée a été créé pour l'occasion(!) est un peu différente car elle est essentiellement néerlandaise (ne serait pas autorisée par exemple aux US), et correspond réellement à un investissement (il n'y a pas de promesse de produit comme dans certains crowdfunding).Il y a un besoin de l'évolution de la réglementation néerlandaise qui met les modèles réduits et les drônes dans la même catégorie.
Il pointe vers les recommandations de l'ICAO (circulaire 328, résumé). Il s'inquiète que EuroUSC, qui veut prendre en charge la certification, pousse la réglementation de plus en plus fort.
ENERKITE
Alexander Bormann a fait une présentation d'Enerkite, l'entreprise qui avait fait une démonstration la veille. Il a d'abord montré une vidéo montrant le système opérant au milieu d'un champ d'éolienne. Les éoliennes classiques doivent faire face à un challenge en terme de structure pour grandir. Le mât représente 50% du coup de l'éolienne. L'utilisation de l'énergie éolienne est cependant poussée très vite, notamment en Allemagne après la décision d'arrêter le nucléaire après l'accident de Fukushima, ce qui va mener à une hausse des prix. Pour lui l'utilisation des "Airborne Wind Energy" est au contraire la promesse d'une électricité bon marché, et peut-être d'une diminution des coûts par rapport au nucléaire et au pétrolier. Cette réduction des coûts ne peux se faire qu'avec des économies d'échelle et de maintenance qui peuvent-être réalisées en faisant une production en usine à la chaîne, au contraire de ce qui existe dans l'éolien aujourd'hui, où la taille des pièces empêchent encore l'utilisation de robots et demande du montage sur place.Un autre avantage est la facilité d'atteindre les vents de haute-altitude même pour une petite machine de 100kW, alors que l'on cherche à faire des éoliennes toujours plus grande (plusieurs MW). Agrandir la taille des systèmes AWE existants est cependant bénéfique car les effets d'échelle permettent de réduire la traînée, et que le poids de la corde et du système n'augmentent en réalité pas avec le cube de la taille.
Ils font environ un vol par semaine pour éprouver le matériel.
Leur mesure du profil du vent à montrer qu'il y a plus de rafales pendant la journée (probablement dû à l'évaporation). La connaissance de ces rafales est nécessaire pour un bon dimensionnement du système en terme de contrôle et de fatigue.
FRAUNHOFER IWES
Cette présentation était légèrement en décalage par rapport aux autres, car c'était la présentation d'une personne (Adrian GAMBIER) venant de l'éolien classique faisant une évaluation comparative enter l'éolien classique et les différents systèmes de captation de l'énergie éolienne en hauteur.Les évaluations suivantes étaient proposées :
120euros/m2
10000 euros pour le système de contrôle
La conclusion était un prix de 80 à 300 euros par kilowatt installé.
Cependant, la technologie n'est pas mure industriellement, car il n'y a pas encore eu d'utilisation prolongée, que les systèmes ne tolèrent pas les fautes (pas de redondance).
Un autre problème est la densité de puissance estimée à 3 W/m2/(m/s) contre 20 pour les éoliennes (NDLR : cela se base sur l'hypothèse de non recouvrement des zones de vol).
En conclusion, le présentateur montre une image d'un cerf-volant attaché au rotor d'une éolienne, comme vision du futur.
J'ai rencontré Garett SMITH, fondateur de Cosmica Spacelines (vol sans gravité pour touriste) et habitant à Toulouse mais représentant de la société américaine SkyWind Power qui développe un autogyre.
Conclusions de la matinée
Une conclusion est "The devil is in the details". Une question est posée aux présentateurs : que sera une véritable preuve de concept industriel?>500kW, testé pendant 2ans avec 1/2 sans dommage.
La durée de vie de 20 ans classique dans l'éolien est ici limité par les ailes dont la durée de vie est estimée à 5ans max et les lignes dont la durée de vie n’excèderait pas 1 an pour les systèmes reel in/reel out.
Présentations de l'après-midi
DYNEEMA (Rigo BOSMAN)
Le but de cette présentation est de répondre à la question de la durée de vie des lignes. Aujourd'hui dans le domaine du kitesurf, c'est la fibre HMPE (polyéthylène haute performance) qui survole le marché grâce à ces 3.5N/(g/m) et 3.5GPa théorique (2GPa effectif).Un facteur d'usure important est la courbure des fibres qui est caractérisée par le rapport entre le rayon de courbure et le rayon de la ligne (100 environ).
Une deuxième cause de dommage est la "creep failure" sous l'effet prolongé d'une charge statique.
La durée de vie pour une charge de 12kN est estimée à 5 ans en "creep" avec 4.6mm de diamètre, et 1 ans (avec 9mm de diamètre) en "bending".
Le remplacement des lignes peut-être prévu grâce à des inspections visuelles régulières (à automatiser?)
KitEnergy (Mario MILANESE)
Des recherches ont commencé en 2006 au Politecnico di Torino. Une entreprise spin off a été créé en 2010 et compte aujourd'hui 20 personnes.Leur prototype fait 25m2, leurs lignes en dyneema résiste à 10 tonnes /cm2 et pèse 100kg/(km.cm2)
Le prototype KSU1 de 16m2 avait volé 2100 hrs.
Ils ont également fait des tests sur un bateau et atteignait 3kt avec 6kt de vent.
Ils développent actuellement le KE60 (60kW, 25m2, 650hrs, 1200m de ligne) qui n'a que 2 câbles (pas de depower) et qui vole de 30 à 45° du sol.
SwissKitePower (Corey HOULE)
Le choix d'un bon site de test est important. Il faut 150m2 pour produire 1MW)NTS GmbH (Uwe AHRENS)
Leur système utilise un wagon tiré sur un rail, c'est la rotation des roues qui est utilisée pour créer de l'électricité comme sur les trains. L'électricité pourrait ensuite être renvoyée par les rails. Le dispositif est coûteux. Les cerfs-volants ont l'avantage d'être invisible par rapport aux éoliennes.Makani power (Damon Vander Lind)
Les cerfs-volants ont l'avantage d'avoir une inertie faible, ce qui fait qu'ils n'ont pas besoin d'un système de contrôle pour capturer l'énergie des rafales.Une vidéo du système est présentée. Un avantage de ce système est qu'il n'y a pas d'effort important appliqué sur la bobine au sol, ce qui permet d'avoir une base au sol plus légère. Il faut environ 3min pour lancer ou récupérer le système.
TU Delft (Rolf van der Vlugt)
Rolf est un champion de kiterace. Il détient un record national de vitesse à 88km/h. Après un master, il commence actuellement une thèse subventionnée par le port de Rotterdam.Il veut développer un outil de simulation pour l'évaluation des performances d'un système de type reel out/reel in.
Il a considéré l'effet de la masse du kite qui est souvent négligé. Cet effet n'est pas négligeable quand le vent mollit. Ceci explique par exemple qu'il y ait besoin de faire des 8 inversés lorsque le vent tombe. 25% de la traînée est liée aux lignes.
ETH Zurich (Aldo Zgraggen)
Aldo nous a parlé de l'optimisation en temps réel de la trajectoire de vol.Au niveau des vitesses il semble qu'un optimum soit une vitesse d'enroulement trois fois supérieure à la vitesse de déroulement.
Concernant la trajectoire, elle est en fait peu importante. Par contre la position autour de laquelle la trajectoire bouclée a lieu est importante. Il faut que le kite soit bien dans l'axe du vent. Il montre que la mesure du vent par un capteur supplémentaire n'est pas nécessaire, et que la différence de tension entre les lignes de contrôle (possible pour certains systèmes) permet de retrouver la direction du vent (demande cependant une mesure de tension...)
Limerick University (Joseph COLEMAN)
Joseph s'intéresse aux champs d'éoliennes offshores et flottantes.. Il a travaillé sur une modification de l'architecture électrique d'une grille de système afin de faire des économies de maintenance. Au lieu d'avoir des transformateurs sur chaque machine, un seul transformateur pourrait-ainsi être utilisé sur la côte.Un avantage de l'AWE par rapport aux éoliennes classiques et que le cerf-volant est affecté seulement par le cavalement, l'embardée et le pilonnement, mais pas par le roulis et tangage qui sont transmis par le mat de l'éolienne flottante.
KU Leuven (Moritz DIEHL)
Moritz est fan d'optimisation non-linéaire! Avec son équipe, ils ont appliqué cela à la recherche optimal du cycle de pumping en yoyo. Ils utilisent un cycle de 4 loopings. Ils s'intéressent également au carroussel pour le lancement des ailes, ainsi qu'aux ailes multiples sur la même ligne, ce qui permet d'aller plus haut grâce à l'énergie cinétique accumulée. Ils ont développés le code ACADO (LGPL), ainsi que l'outil RAWESOME et sont une quinzaine à travailler sur le sujet.Autres
J'ai rencontré Richard Leloup, de l'ENSTA Bretagne (anciennement ENSIETA) et qui fait une thèse sur les outils de simulation pour l'évaluation des performances des kiteboats. Sa thèse est à moitié financée par SkySails et à moitié par Océa, la société d'Yves Parlier.
J'ai rencontré Mariam-Samir AHMED doctorante au G2ELAB à Grenoble.
Au repas
J'ai rencontré des ingénieurs de Ampyx venant de l'aérospace.
J'ai discuté avec Joseph COLEMAN de l'université de Limerick à propos de sa présentation du jour. J'étais intéressé pour avoir des infos sur les moteurs utilisés (leur système de contrôle au sol est petit et compact). Il s'agit de moteur Maxon.
J'ai rencontré (Dave Santos, Ed, ???) du projet kitelab (maintenant Kpower) ainsi que son ami Chase HONAKER qui réalise actuellement un documentaire sur l'AWE (nous avons vu le trailer, peut-être à essayer de vendre à Arte? N'hésitez pas à faire une donation!).
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