La Chimie au service du recyclage des éoliennes

D’après une étude publiée en 2017 (Wind turbine blade waste in 2050), à l’horizon 2050 le volume de pales à traiter en Europe représentera 450 000 tonnes par an.

Les énergies renouvelables sont au cœur de la transition énergétique mondiale et les éoliennes jouent un rôle important dans cette révolution. Cependant, la durabilité environnementale des éoliennes, notamment la gestion de leurs déchets en fin de vie, est devenue une préoccupation majeure à laquelle la Chimie tente de répondre.

L’enjeu du recyclage des pâles éoliennes : la chimie comme solution

Les pales d’éoliennes sont généralement fabriquées à partir de matériaux composites, notamment de fibre de verre et de résine époxy. Ces matériaux confèrent aux pales à la fois légèreté et résistance, mais leur recyclage s’est révélé être un défi de taille en raison de la complexité de leur composition.

La chimie développe des méthodes innovantes pour décomposer les matériaux composites en leurs constituants de base, permettant ainsi leur réutilisation. L’une des méthodes les plus prometteuses est la pyrolyse, un processus chimique qui consiste en la décomposition thermique des matériaux organiques en l’absence d’oxygène.

Lors de la pyrolyse des pales d’éoliennes, celles-ci sont chauffées à des températures élevées, généralement entre 300 et 800 degrés Celsius, en l’absence d’oxygène. Ce processus provoque la décomposition des résines de la résine époxy, laissant derrière elles des fibres de verre presque pures. Ces fibres de verre peuvent ensuite être récupérées et réutilisées dans la fabrication de nouvelles pales d’éoliennes ou dans d’autres applications nécessitant des matériaux renforcés en fibre de verre. Le contrôle précis de la température et du temps de réaction lors de la pyrolyse est essentiel pour garantir la qualité des fibres de verre obtenues.

De nouveau matériaux produit grâce à la Chimie pour facilité la recyclabilité des pâles

Certains industriels ont développé de la résine époxy thermoplastique. Contrairement aux résines époxy traditionnelles qui sont thermodurcissables, les résines époxy thermoplastiques présentent l’avantage de pouvoir être réchauffées et ramollies, ce qui les rend plus adaptées au recyclage. Lorsque ces résines époxy thermoplastiques sont utilisées dans la fabrication de pales d’éolienne, elles offrent une plus grande facilité de démontage et de séparation des matériaux en fin de vie, ce qui simplifie considérablement le processus de recyclage.

 

La recyclabilité de cette résine 2.0 peut être effectuée de deux façons :

  • Recyclage mécanique : les pièces composites, telles que les chutes de production ou les pièces en fin de vie, sont broyées en pièces plus petites et chauffées pour fabriquer de nouvelles pièces composites.
  • Recyclage Chimique la résine est séparée des fibres et dépolymérisée. On récupére une nouvelle résine vierge, prête à être réutilisée en boucle fermée.

 

En dehors des pales, les éoliennes intègrent divers composants tels que les tours en acier, les mécanismes de régulation, les générateurs, et bien d’autres. La recyclabilité de ces composants est essentielle pour réduire l’empreinte environnementale globale de l’industrie éolienne. La chimie joue un rôle crucial dans l’amélioration de la recyclabilité de ces éléments. Par exemple, les tours en acier peuvent être conçues avec des revêtements spécifiques qui prolongent leur durée de vie et facilitent leur recyclage. De plus, la chimie des matériaux permet de développer des métaux et alliages plus résistants à la corrosion, prolongeant ainsi la durabilité des tours. Pour les mécanismes de régulation et les générateurs, la recherche chimique se concentre sur la réduction des métaux rares et l’utilisation de matériaux plus faciles à recycler. En intégrant ces avancées chimiques dans la conception et la fabrication des éoliennes, l’industrie éolienne peut non seulement maximiser l’efficacité énergétique mais aussi minimiser les déchets et les besoins en ressources vierges, contribuant ainsi de manière significative à la transition vers une énergie propre et durable.

La chimie joue donc un rôle essentiel dans la production de matériaux recyclables pour les éoliennes, permettant ainsi de réduire l’impact environnemental de cette technologie dès sa conception.