Accueil / Chroniques / Éoliennes : quel avenir pour les pales ?
π Énergie π Industrie

Éoliennes : quel avenir pour les pales ?

VOLARD Amandine
Amandine Volard
ingénieure éolien et énergies marines à l'ADEME
En bref
  • Aujourd’hui, plus de 90 % de la masse d’une éolienne peut déjà être recyclée en France.
  • Seules les pales posent problème : composées d’un matériau composite, l’idéal serait de séparer les matériaux pour les récupérer.
  • Cependant, il est aujourd’hui très compliqué de séparer la matrice et les fibres de renforcement.
  • 10 000 à 15 000 tonnes de composites issus du secteur éolien seront à traiter chaque année à partir de 2028 en France.
  • La filière développe de nouvelles voies de valorisation des anciennes pales, comme le réemploi ou la création de pales recyclables.

La fil­ière éoli­enne fait face à un tour­nant majeur. Le parc est vieil­lis­sant : au Dane­mark, 50 % des éoli­ennes ont plus de 15 ans, 40 % en Alle­magne1. Si les éoli­ennes sont conçues pour une durée de vie d’environ 20 ans, l’âge du renou­velle­ment varie en Europe de 9 à 27 ans. En France, seule une petite part (moins de 5 %) de la capac­ité instal­lée dépasse 15 ans, et l’Ademe souligne que les renou­velle­ments pour­raient avoir lieu majori­taire­ment entre 15 et 20 ans. Ces prochaines années, le poten­tiel de renou­velle­ment va même s’accélérer en Europe : il pour­rait pass­er de 3 GW par an en 2020 à plus de 6 GW en 2030 d’après Windeu­rope2.

Gérer les déchets éoliens

Une ques­tion se pose alors : com­ment gér­er les déchets issus du déman­tèle­ment des parcs éoliens ? Les éoli­ennes sont com­posées à 90 % de béton (840 tonnes en moyenne) et d’acier (246 t) selon la DREAL Grand Est3. Ces matéri­aux sont facile­ment recy­clables et béné­fi­cient de fil­ières aux débouchés impor­tants. Les autres matéri­aux comme la fonte, le fer et le cuiv­re sont eux aus­si recy­clés. Le marché de l’occasion est égale­ment dévelop­pé et compte de grands acteurs européens. « Plus de 90 % de la masse d’une éoli­enne peut déjà être recy­clée en France, ces marchés sont bien struc­turés et pour­ront absorber des vol­umes plus impor­tants. », pré­cise Aman­dine Volard, ingénieure en éner­gies renou­ve­lables à l’Ademe.

Plus de 90 % de la masse d’une éoli­enne peut déjà être recy­clée en France. 

Seules les pales posent prob­lème aujourd’hui. Elles sont en effet con­sti­tuées d’un matéri­au com­pos­ite : un mélange de matrice polymère (résine époxy, polyuréthane ou encore poly­ester) et de fibres de ren­force­ment (majori­taire­ment du verre ou du car­bone pour les éoli­ennes en mer). L’idéal ? Récupér­er cha­cun des matéri­aux pour les réu­tilis­er. Néan­moins, « il est très com­pliqué de sépar­er la matrice et les fibres de ren­force­ment. », explique Céline Largeau, chef du pro­jet Zebra à l’IRT Jules Verne. Plusieurs voies de sépa­ra­tion exis­tent : la pyrol­yse (voie ther­mique), la solvol­yse (voie chim­ique), la gazéi­fi­ca­tion ou encore le broyage. 

Ces procédés per­me­t­tent de récupér­er les fibres et/ou la matrice, pour­tant, aucune fil­ière de recy­clage effi­cace n’est en place aujourd’hui4. Cer­tains procédés sont matures et util­isés à l’échelle indus­trielle, comme la pyrol­yse et le broy­age, mais ceux-ci dégradent forte­ment les pro­priétés mécaniques des fibres de verre. Les fibres ain­si récupérées sont plus chères et de moins bonne qual­ité que des fibres non recy­clées, et la fil­ière n’est pas économique­ment viable. La solvol­yse per­met quant à elle de récupér­er des fibres de verre intactes ain­si qu’une résine réutilisable.

10 000 à 15 000 tonnes de com­pos­ites issus du secteur éolien seront à traiter chaque année à par­tir de 2028 en France.

Mais le procédé manque d’efficacité, néces­site de grandes quan­tités de ressources – solvant, eau, énergie – et n’a pas atteint un stade de matu­rité suff­isant. Résul­tat : à ce jour, seule l’incinération des pales en cimenterie est dévelop­pée, par exem­ple en Alle­magne où le renou­velle­ment des parcs éoliens est déjà impor­tant5. Le com­pos­ite y est util­isé comme com­bustible et les résidus sont incor­porés au clinck­er, un con­sti­tu­ant du ciment. « Nous esti­mons que 10 000 à 15 000 tonnes de com­pos­ites issus du secteur éolien seront à traiter chaque année à par­tir de 2028 en France6, détaille Aman­dine Volard. Or la fil­ière des cimenter­ies est déjà sol­lic­itée par d’autres secteurs que celui de l’éolien et ne pour­ra pas traiter seule de telles quan­tités. »

Revalorisation, recyclage, réemploi

Poussée par de nom­breux fac­teurs (voir l’encadré), la fil­ière développe de nou­velles voies de val­ori­sa­tion des anci­ennes pales. Cer­tains procédés de sépa­ra­tion encore peu matures – la solvol­yse, la gazéi­fi­ca­tion ou la frag­men­ta­tion à haute ten­sion – font l’objet de démon­stra­teurs. Les procédés matures comme la pyrol­yse sont améliorés dans le but d’obtenir des fibres en sor­tie aux pro­priétés intéres­santes. Le pro­jet R3FIBER7, porté par la société Bcir­cu­lar, per­met par exem­ple d’intégrer les fibres recy­clées à du ciment com­mer­cial­isé pour en amélior­er les per­for­mances. D’autres ini­tia­tives por­tent sur la chaîne de valeur. « L’un des objec­tifs de notre pro­jet Zebra est d’identifier de nou­velles fil­ières qui pour­raient utilis­er les fibres issues des éoli­ennes, explique Céline Largeau. L’automobile est par exem­ple un secteur priv­ilégié. » Autre pos­si­bil­ité : le réem­ploi. Dans son analyse8, le cab­i­net Bax & Com­pa­ny pointe : « Pour le moment, le recy­clage a la plus grande atten­tion même s’il ne s’agit pas de la stratégie de ges­tion des déchets la plus souhaitable. » Les auteurs soulig­nent en effet la pos­si­bil­ité de réu­tilis­er directe­ment les pales par exem­ple pour les façades de bâtiments. 

Dernier levi­er d’action : la mise au point de pales inno­vantes entière­ment recy­clables. Le zéro déchet s’est invité à la table des con­struc­teurs qui visent cet objec­tif d’ici 20409. Siemens Game­sa com­mer­cialise déjà depuis 2021 la pre­mière pale d’éolienne entière­ment recy­clable, la Recy­clable­Blade. Com­posée d’une nou­velle résine et de fibre de verre, le matéri­au com­pos­ite peut être séparé en fin de vie par voie chim­ique. En France, le pro­jet ZEBRA piloté par l’IRT Jules Verne mise sur une autre résine inno­vante pour le secteur, la résine ther­mo­plas­tique. Asso­ciée à une fibre de verre haute per­for­mance, le matéri­au com­pos­ite obtenu est ain­si recy­clable par voie chim­ique. « La fibre de verre dévelop­pée par Owens Corn­ing peut inté­gr­er une cer­taine part de fibre de verre recy­clée, per­me­t­tant donc de val­oris­er cette ressource », pré­cise Céline Largeau. La résine peut elle aus­si être réu­til­isée. « L’un des enjeux de ces nou­velles pales est de car­ac­téris­er leur empreinte car­bone sur l’ensemble de leur vie (ACV), car cela n’a jamais été fait, souligne Céline Largeau. Nous serons bien­tôt en mesure de fournir l’ACV de la pale Zebra, les résul­tats sem­blent promet­teurs. »

LA FILIÈRE POUSSÉE VERS LE RECYCLAGE

Les indus­triels se pré­par­ent à faire face à des flux gran­dis­sants de déchets éoliens dans un con­texte ten­du. L’arrêté du 22 juin10 relatif aux instal­la­tions éoli­ennes prévoit que 90 % de la masse totale des éoli­ennes déman­telées soit réu­til­isée ou recy­clée depuis juil­let 2022 ; et 95 % d’ici le 1er jan­vi­er 2024. « Ce sont des objec­tifs déjà atteints aujourd’hui par les pre­miers parcs déman­telés en France, souligne cepen­dant Aman­dine Volard. Les inci­ta­tions économiques – comme la prise en compte du taux de recy­clage dans les critères de nota­tion au dernier appel d’offre éolien off­shore – sont aus­si un catal­y­seur impor­tant pour faire évoluer la fil­ière. »  Autre change­ment récent : la crise économique. « La fab­ri­ca­tion de fibre de verre néces­site beau­coup d’énergie, les coûts ont donc forte­ment aug­men­té depuis quelques mois, témoigne Céline Largeau. Cela rend les fibres recy­clées plus com­péti­tives sur le marché. » Elle pour­suit : « L’opinion publique joue enfin un rôle très impor­tant : l’incinération ou l’enfouissement des déchets ne ren­voient pas une très bonne image de la fil­ière. »

Anaïs Marechal
1Ademe (2020), Renou­velle­ment de l’éolien : quelles straté­gies pos­si­bles et envis­age­ables en fin d’exploitation pour les parcs éoliens ter­restres ?
2Ibid.
3Ibid.
4Mar­cos Ierides, Johan­na Rei­land, Bax&Company; Wind tur­bine blade cir­cu­lar­i­ty, tech­nolo­gies and prac­tices around the val­ue chain, disponible : https://​bax​com​pa​ny​.com/​w​p​-​c​o​n​t​e​n​t​/​u​p​l​o​a​d​s​/​2​0​1​9​/​0​6​/​w​i​n​d​-​t​u​r​b​i​n​e​-​c​i​r​c​u​l​a​r​i​t​y.pdf
5Ademe, mars 2022, L’énergie éoli­enne ter­restre et en mer, Les avis de l’Ademe
6https://​www​.economie​.gouv​.fr/​f​i​l​e​s​/​f​i​l​e​s​/​d​i​r​e​c​t​i​o​n​s​_​s​e​r​v​i​c​e​s​/​c​g​e​/​f​i​l​i​e​r​e​-​e​o​l​i​e​n​n​e​-​t​e​r​r​e​s​t​r​e.pdf
7Site inter­net con­sulté le 25/11/22 : https://​www​.bcir​cu​lar​.com/​r​3​f​iber/
8Mar­cos Ierides, Johan­na Rei­land, Bax&Company; Wind tur­bine blade cir­cu­lar­i­ty, tech­nolo­gies and prac­tices around the val­ue chain, disponible : https://​bax​com​pa​ny​.com/​w​p​-​c​o​n​t​e​n​t​/​u​p​l​o​a​d​s​/​2​0​1​9​/​0​6​/​w​i​n​d​-​t​u​r​b​i​n​e​-​c​i​r​c​u​l​a​r​i​t​y.pdf
9https://​fee​.asso​.fr/​w​p​-​c​o​n​t​e​n​t​/​u​p​l​o​a​d​s​/​2​0​2​2​/​1​0​/​O​b​s​e​r​v​a​t​o​i​r​e​d​e​l​o​l​i​e​n​2​0​2​2​-​V​F​F.pdf
10Disponible sur : https://​www​.legifrance​.gouv​.fr/​j​o​r​f​/​i​d​/​J​O​R​F​T​E​X​T​0​0​0​0​4​2​0​56014

Le monde expliqué par la science. Une fois par semaine, dans votre boîte mail.

Recevoir la newsletter