Biomimétisme : l’invention d’une pale d’éolienne plus performante et moins bruyante inspirée par les baleines

Le biomimétisme est un mot à la mode, qui se définit comme « un processus d’innovation et une ingénierie. Il s’inspire des formes, matières, propriétés, processus et fonctions du vivant ». L’observation des baleines à bosse inspire depuis longtemps les fabricants d’éoliennes… Ces animaux marins disposent de petites excroissances sur leurs nageoires pectorales qui ont donné aux chercheurs l’idée de les appliquer lors de la conception des pales de machines rotatives, comme c’est le cas pour les éoliennes. Cette innovation directement inspirée des baleines à bosse, pourrait permettre aux éoliennes de gagner 20% d’efficacité par faible vent. On vous explique comment cette innovation pourrait grandement nous aider…

Le biomimétisme et les éoliennes, une histoire ancienne !

Les fabricants d’éoliennes s’étaient déjà inspirés de la nature pour fabriquer des peignes en dents de scie, fixés sur les bords de fuite des pales. Ceux-ci permettaient de faire baisser le bruit aérodynamique et s’inspiraient des ailes des rapaces nocturnes qui volent de manière presque inaudible. Pour les baleines à bosse, ce sont des chercheurs de l’université de Harvard qui ont imaginé innover en s’en inspirant, mais toujours pour les éoliennes.

De quoi se sont-ils inspirés ?

Les chercheurs ont imaginé une innovation permettant d’augmenter le rendement de toutes les machines tournantes, donc des ventilateurs, turbines et éoliennes. Pour ce faire, ils ont observé les nageoires pectorales des baleines à bosse, et ont remarqué qu’elles avaient de petites excroissances que l’appelle tubercules. Ce sont les seuls mammifères à en être pourvus. Ces animaux, qui peuvent atteindre un poids de 30 tonnes, sont capables d’atteindre une vitesse de 25 km/h, voire de sauter hors de l’eau… Une performance qu’ils ont cherché à reproduire sur les machines tournantes en imaginant que leurs excroissances sur les nageoires n’étaient pas étrangères à ces performances. Ils ont alors créé un modèle mathématique pour parvenir à inventer une technique innovante, qu’ils pourraient transposer aux éoliennes.

Les résultats de la recherche…

Après plusieurs années de travail, une équipe de trois chercheurs, composée de Frank Fish, biologiste américain, Philip Watts, ingénieur canadien et Stephen Dewar, entrepreneur canadien, créé la société WhalePower pour évaluer et développer les applications pratiques de cette découverte. Ils mènent alors des expériences en soufflerie avec des modèles réduits d’ailes d’avion et de pales, qui leur permettent d’affirmer que les bosses des nageoires améliorent effectivement l’aérodynamisme des pales tout en réduisant les turbulences qui génèrent le bruit. En canalisant les flux d’air des bosses, ils parviennent à résoudre deux problèmes liés aux pales : le mauvais rendement par faible vent, et le bruit généré.

Ils constatent alors qu’une pale munie de ces tubercules peut produire 20% d’électricité en plus par faible vent, et sans bruit. Une fois l’invention brevetée, ils ont concédé des licences à d’autres sociétés, puis ont élargi leur gamme aux ventilateurs industriels, et même aux ventilateurs d’ordinateurs…  La nature est une source d’inspiration dans tous les domaines, et on s’en inspire de plus en plus dans les hautes technologies. L’homme n’invente rien en matière de biomimétisme, il s’inspire de ce qui existe déjà, l’améliore et le transpose à une haute technologie pour les besoins humains… Que la nature est bien faite non ? Plus d’informations : whalepowercorp.wordpress.com