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- Pouvons-nous capturer l'énergie d'un ouragan?
La force de la nature a été à nouveau découverte le mois dernier lorsque deux tempêtes tropicales ont traversé l’Asie du Sud-Est et le Sud-Est des États-Unis. Le super typhon Mangkhut, considéré comme l'un des cyclones les plus puissants à frapper les Philippines depuis des décennies, a déraciné des maisons et transformé des routes en rivières violentes. Il a tué au moins 81 personnes avant de se frayer un chemin sur la mer de Chine méridionale et de pénétrer dans la partie continentale de la Chine où le nombre de morts a encore augmenté. Sur la côte est des États-Unis, l'ouragan Florence a provoqué de nombreuses inondations, tué au moins 37 personnes et laissé des millions de personnes sans électricité. Et comme pour l'ouragan Harvey en 2017, Florence a calé sur le continent, laissant tomber de plus en plus de pluie longtemps après avoir touché terre.
Face à une telle manifestation brute de la fureur de la nature, il peut sembler que peu peut être fait pour atténuer le coup d'un ouragan. Mais selon de nouvelles recherches, l'aide pour atténuer la puissance des ouragans pourrait un jour provenir d'une source inattendue: les parcs éoliens offshore.
L'idée de modifier délibérément le temps avec les éoliennes existe depuis des décennies, mais peu de travail a été fait pour savoir si cela pourrait ou non fonctionner. En 2014, un groupe de chercheurs, dont Cristina Archer, ingénieure en génie civil et environnemental de l'Université du Delaware, a montré comment le recours à une armée d'éoliennes pour extraire l'énergie cinétique de l'air pouvait potentiellement apaiser les ouragans. L’équipe a calculé qu’un vaste parc de 78 000 turbines pourrait réduire les ondes de tempête sur les côtes, comme l’ouragan Katrina, qui a touché la Nouvelle-Orléans en 2005, jusqu’à 79%.
Dans le cadre d'un nouveau travail de suivi, Archer et ses collègues ont également montré que les éoliennes pouvaient également saper la pluie provoquée par les ouragans.
Les calculs d'Archer ont été effectués à l'aide d'un modèle de prévision météorologique dans lequel elle a intégré les données atmosphériques de l'ouragan Harvey, qui a noyé 100 trillions de litres d'eau dans le sud-est des États-Unis en août 2017. Elle a également inclus des calculs reflétant l'incidence des turbines éoliennes sur l'atmosphère locale en augmentant la turbulence et faites glisser. Les résultats montrent comment un ensemble d'éoliennes affecterait la vitesse et la direction du vent de l'ouragan, réduisant potentiellement les précipitations en aval.
L'équipe d'Archer a testé l'interaction pour des parcs éoliens de différentes tailles avec des densités de turbines variables. Selon leurs calculs, un peloton d'environ 59 000 turbines espacées de 900 mètres aurait réduit de plus de 20% les précipitations enregistrées par Houston à Harvey.
«Vous n'allez pas éliminer les dégâts causés par les ouragans, mais les réduire», explique Archer. «C’est une chose d’avoir des flaques d’eau dans la rue et une autre quand on a de l’eau au premier étage des maisons des gens.»
Le résultat surprenant provient du fait que les vents d'ouragan ralentissent généralement lorsque la tempête atteint la terre. La surface de la terre est moins uniforme que la mer, et cette augmentation de la rugosité fait ralentir le vent, le faire converger et le forcer à monter. Lorsque l'air humide monte, il se refroidit, libérant l'humidité sous forme de pluie. Les éoliennes ont un effet similaire sur le vent, augmentant la quantité de pluie dans et autour du réseau de turbines. «Vous évacuez l'humidité de l'ouragan, explique Archer.
Mike Biggerstaff, météorologue à l'Université de l'Oklahoma, affirme que l'idée semble fonctionner sur papier, mais il souhaiterait voir des simulations beaucoup plus détaillées qu'Archer et ses collègues ont utilisé dans leurs tests. Il pense également que les éoliennes devraient être extrêmement espacées pour que cet effet se répercute sur le vent.
«Les résultats ne devraient pas amener les dirigeants politiques à penser que les impacts d'un ouragan peuvent être facilement atténués», a-t-il déclaré. "Mais cela devrait motiver des études plus sophistiquées."
Ronald Smith, météorologue à l'Université de Yale dans le Connecticut, se demande si les turbines pourraient même survivre à des vents de force ouragan. «Ils ont de bons systèmes de freinage, mais probablement pas pour les ouragans de catégorie 5», dit-il.
Archer admet que l'idée de créer un parc éolien offshore de 60 000 turbines est farfelue: le plus grand parc éolien au monde, à la lisière du désert de Gobi en Chine, compte environ 7 000 turbines. Le plus grand parc éolien offshore, dans la mer d'Irlande, ne compte que 87 éoliennes réparties sur 145 kilomètres carrés. Archer espère que cette recherche inspirera d’autres études. «Ce n'est que le début d'un nouveau domaine de recherche potentiellement intéressant», dit-elle.
Cependant, étant donné que de grandes éoliennes peuvent potentiellement ralentir les vents et atténuer les précipitations en aval d'un ouragan, les parcs éoliens existants pourraient-ils déjà modifier les conditions météorologiques locales?
Selon Lee Miller, ingénieur en environnement à l'Université Harvard dans le Massachusetts, ils le sont. «Les études d'observation sur les parcs éoliens ont maintenant quantifié les différences de vitesse du vent, mais également de température de surface, de turbulence, d'évaporation et de concentration de dioxyde de carbone», a déclaré Miller.
En un sens, ces altérations météorologiques pourraient être considérées comme une forme légère de géoingénierie. À l'heure actuelle, les effets sont faibles, mais avec l'augmentation de la taille des parcs éoliens, l'impact sur les conditions météorologiques locales pourrait augmenter proportionnellement.
Miller soutient les efforts d'Archer. "Étant donné que l'on s'attend à ce que la solution au problème du changement climatique futur soit le déploiement généralisé de sources d'énergie à faibles émissions de carbone, telles que l'énergie éolienne et solaire, une compréhension plus approfondie des impacts climatiques semble à la fois cruciale et opportune."
La saison des ouragans de cette année est déjà dévastatrice, mais elle est loin d'être terminée. De plus, les conditions météorologiques extrêmes devraient s’intensifier au cours des prochaines décennies. «À l'ombre des futurs changements climatiques», déclare M. Miller, «ce type de recherche proactive devrait être activement encouragé».
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