Développée depuis plusieurs années, la production d'énergie éolienne à haute altitude capte l'énergie du vent à plus de 300 mètres de haut grâce à des systèmes aéroportés qui la convertissent en électricité. Ici, c'est un immense cerf-volant de 60 mètres de long et d'une superficie de 5 000 m² qui a servi de structure de captage dans le cadre d'un test concluant mené en conditions réelles par les scientifiques de la China Energy Engineering Corporation. À date, c'est le plus grand système éolien aéroporté jamais conçu et testé.

Une centrale électrique dans le ciel

Concrètement, un ballon à hélium a permis à la structure de s'élever jusqu'à l'altitude cible, puis la voile a été déployée avec succès, et le cerf-volant a alors entamé alors une série de manœuvres contrôlées depuis la terre ferme. Ces mouvements ont généré une tension le long du câble principal, qui a actionné des générateurs au sol pour produire de l'électricité.

Toutes les 20 minutes, le cerf-volant est ainsi monté de 500 à 3 000 mètres d'altitude, puis est redescendu, ce qui a produit environ 500 kilowattheures d'électricité par cycle. En conditions optimales d'exploitation, cette innovation pourrait générer jusqu'à 10 millions de kilowattheures par an, suffisamment pour alimenter 10 000 foyers.

Bien que le concept soit mécaniquement simple, sa mise en œuvre est particulièrement complexe. La centrale électrique aéroportée doit résister au cisaillement du vent et aux turbulences atmosphériques, particulièrement fortes à une telle hauteur, ainsi qu'aux conditions météorologiques extrêmes, alors que la toile du cerf-volant couvre une superficie équivalente à 20 terrains de tennis, offrant ainsi une très grande portance. Par ailleurs, le treuil au sol enroule le câble à une vitesse de 50 à 60 km/h, ce qui nécessite un guidage au millimètre près.

L'immense potentiel éolien de la haute altitude

Récemment, la Chine avait testé un système similaire avec un dirigeable. Les vents de haute altitude offrent en effet une densité énergétique plus élevée, une meilleure stabilité directionnelle et une disponibilité géographique plus étendue. Leurs capacités théoriques de production dépassent de plus de 100 fois la consommation mondiale d'électricité.

Autre avantage, l'éolien aéroporté est nettement moins gourmand en énergie, en terres rares et en acier comparé aux systèmes terrestres, ce qui permet de réduire le coût de l'électricité d'environ 30 %. Encore sous-développé, cette nouvelle modalité offre donc des perspectives très prometteuses, alors même que les technologies sous-jacentes progressent rapidement.

Pour les scientifiques de la China Energy Engineering Corporation, la prochaine étape sera d'arriver à coordonner le fonctionnement de plusieurs cerfs-volants géants afin de maximiser la production. Les premiers killowatheurs générés à haute altitude pourraient être disponibles dès 2026.