Recyclage des pales d’éoliennes
L’année 2025 verra la problématique du recyclage de 25000 tonnes de pales d’éoliennes en raison de leur fin de vie opérationnelle.
Il en sera de même pour les années suivantes.
La durée de vie d’une éolienne est en effet de 20 à 30 ans.
Environ 5500 éoliennes devraient ainsi arriver en fin de vie en Europe dans moins de 10 ans.
Avec le processus de renouvellement (repowering) des anciennes éoliennes, on estime déjà à 1500 le nombre de turbines qui seront démonter dans les cinq ans à venir.
Sans oublier les pales évidemment.
Une petite pale de 45 m de longueur pèse 7 tonnes.
Avec 75 mètres de longueur, une pale fait la taille d’un Airbus A380 et pèse 25 tonnes.
Diversité de la structure
La masse moyenne d’une éolienne en France est de 300 tonnes. Avec un poids moyen pour les 3 pales de 30 tonnes au plus bas.
Ce poids ne comprend pas le socle avec ses 800 tonnes de béton.
A ce sujet, l’impact de l’éolien doit aussi être scruté au même titre que les secteurs consommateurs de béton ou responsables d’artificialisation des terres.
Les poids des éoliennes augmentent au fur et à mesure des améliorations techniques.
Ainsi de nos jours les mats pèsent environ 550 tonnes
Le rotor qui est la partie mobile (rotative) de l’éolienne comprend les trois pales et un moyeu.
L’assemblage de la nacelle (avec le multiplicateur et le générateur) avec le rotor pour un modèle Adwen (ex Areva – Gamesa) 8 MW, pèse 575 tonnes.
En Europe, pour le recyclage, on va passer de 9000 tonnes de pales à traiter en 2020 à 14000 tonnes en 2023.
Ensuite on passera de 25000 tonnes en 2025 à 52000 tonnes par an en 2030.
En France, et sur les dernières années, il s’installe en moyenne 1600 MW d’éolien.
Le parc français de premières générations comprend des modèles d’éoliennes constitués d’un mât de 80 mètres de hauteur.
Elles comportent un rotor de 80 mètres de diamètre.
De facto à l’horizon 2030, environ 940 000 tonnes de matériaux devront être retraités.
Aucune filière de recyclage
En Europe, seuls quatre pays interdisent la mise en décharge des pales d’éoliennes ; l’Allemagne, l’Autriche, la Finlande et les Pays-Bas.
En 2019, le Conseil général de l’environnement et du développement durable (CGEDD) et le Conseil général de l’économie (CGEIET) avaient publié un rapport sur la fin de vie des éoliennes et leur recyclage.
C’est à la suite de ce rapport que le ministre de la transition écologique de l’époque sollicitait des propositions pour faire émerger une économie circulaire dans la filière de l’éolien.
En l’absence d’une filière de recyclage pérenne, les déchets vont dépendre des choix à venir des exploitants.
Ces choix seront soit un allongement des durées de vie avec les risques techniques ou soit le démantèlement et le repowering.
Structure
Techniquement une éolienne comprend quatre éléments principaux qui seront à recycler :
- un rotor avec 2 ou 3 pâles
- une nacelle avec les éléments mécaniques, électriques et électroniques
- un mat soutenant le rotor et la nacelle
- un poste de livraison raccordé réseau électrique.
Confronté au recyclage des éoliennes et au recyclage des pales d’éoliennes, l’ingénieur Séraphin Grossel, expert en Ingénierie des systèmes complexes, propose de conserver les pales.
Son idée serait de s’en servir comme mats pour les mouettes.
Mais cette solution ne résolve pas la problématique de durée de vie des matériaux et des autres éléments.
Actuellement, les processus de recyclage ne permettent en effet de récupérer que 80 à 90 % des composants d’une éolienne.
Mais en l’absence de marché en aval, les pales non réutilisées ou non incinérées finissent à la décharge ou en enfouissement.
Et cela représente un gaspillage de ressources précieuses (voir terres rares).
A titre d’exemple, une éolienne Adwen 8 MW contient 430 kg de terres rares ; 330 kg de Neodym et 100 kg de dysprosium
Les matériaux
Le problème du recyclage complet d’une éolienne ce sont ses pales.
La raison en est les matériaux servant à leurs fabrications : bois, fibre de verre, carbone et résine.
Les pales sont le résultat d’un mélange de résine époxy ou de polyesters ainsi que de fibre de verre pour plus de 60% des éoliennes.
Les pales d’une éolienne résultent de nos jours d’un assemblage de matériaux composites à base de fibres de verre ou de carbone.
La fibre de carbone est plus efficace pour durcir leurs longueurs croissantes.
En 2035, nous nous retrouverons ainsi avec 250 000 tonnes de pales qui ne sont pas renouvelables au sens d’une filière de recyclage aboutit.
Les coûts de collecte et de traitement des pales sont de plus prohibitifs.
Broyage et incinération
Il existe bien un marché de l’occasion pour les anciennes éoliennes.
Cela permet de recycler environ 90 % du poids total d’une éolienne.
Mais il s’agit en fait principalement des mats et des fondations (Ademe).
On parle peu des autres 10 % qui correspondent aux rotors et aux pales.
Ces deux éléments sont problématiques surtout sans possibilité de recyclage des pales d’éoliennes.
Jusqu’à présent on broyait les pales soit pour fabriquer de nouveaux matériaux composites, soit pour les valoriser énergétiquement.
En d’autres termes, les incinérer.
Le broyage permet ainsi de récolter un produit nommé Ecopolycrete.
On doit cette solution à l’Université de Washington en collaboration avec General Electrics (GE) et Global Fiberglass Solutions Inc (GFSI).
Ce produit Ecopolycrete est ensuite recyclé pour fabriquer de nouveaux matériaux.
Quand ce n’est pas le cas, le broyage permet par exemple d’utiliser les pales en remplacement du mazout dans un four de cimenterie.
Innovations en cours
Mais la bonne nouvelle est qu’une société allemande met au point une technique pour rendre nos fameuses pales enfin renouvelables.
On change la résine…. Il fallait y penser.
D’autant plus que l’on fabrique des pales non recyclables depuis 20 ans.
C’est un pas vers l’écoconception des pâles d’éoliennes et un pas vers le recyclage des pales d’éoliennes.
C’est à Siemens – Gamesa que l’on doit cette idée de pales d’éoliennes en mer entièrement recyclables.
Les nouvelles pales, «Recyclable Blade», doivent ainsi servir pour les turbines d’éoliennes offshore.
La résine de Siemens – Gamesa permet de lier les fibres et les autres composants tout en solidifiant la structure qui reste légère.
A compter du 1° janvier 2022, la loi obligera les fabricants à recycler ou à réutiliser au moins 90 % du poids d’une éolienne démantelée.
Le dernier problème restant sera celui des rotors.
Ces derniers ont vu leurs diamètres passés de 17 à 160 mètres et à 250 mètres pour les éoliennes des nouvelles générations.
Article : P. du Chélas
Éoliennes et bénéfices financiers
Éoliennes et performances
Recyclage enzymatique et Plastique
Avions et recyclage
Panneaux Solaires : un investissement responsable
Recyclage numérique et taxes
Déchets et pollution : quelles prospectives ?
Une éolienne type Adwen 8 MW contient 330 kg de Néodyme et 100 kg de dysprosium. Cela représente un total de 430 kg de terres rares.
