• Dr. Günter Kast

Petites unités, grand effet.

Moewa 1Démarrage. L'expansion des grandes éoliennes est presque au point mort en Allemagne. En conséquence, un créneau s'ouvre pour les petites turbines rentables et modulables. Deux fondateurs basés à Berlin veulent les préparer à la production en série.

Quelque chose ronronne tranquillement. Cela ressemble un peu à un drone lointain. Mais en fait, il s'agit de trois petites éoliennes sur le toit d'un immeuble de cinq étages situé dans la Storkower Strasse à Prenzlauer Berg. L'électricité produite par les rotors alimente entre autres un bureau dans ce bâtiment. C'est là que se trouvent les cerveaux derrière cette idée.

Till Naumann et Andreas Amberger veulent rendre l'énergie éolienne abordable pour tous avec leur start-up Mowea (Modular Wind Turbines GmbH). Leurs mini-turbines doivent être placées là où auparavant seules les cellules solaires produisaient de l'énergie. De concert avec d'autres énergies propres, ces éoliennes visent à rendre les consommateurs presque indépendants du réseau électrique, voire à démocratiser et à décentraliser l'ensemble du marché de l'électricité.

À première vue, cela ressemble à une idée d'entreprise qui a du potentiel. Mowea ne pourrait-il pas se retrouver dans une niche de marché créée par les problèmes des grandes éoliennes ? En effet, en 2019, seules 280 éoliennes d'une puissance totale de 940 mégawatts ont été mises en service dans le pays, soit le même nombre qu'en 1998. Mais surtout, les obstacles administratifs dans le processus d'approbation - il y a de moins en moins de sites appropriés disponibles - et le manque d'acceptation du public font obstacle à l'industrie. De plus, les usines sont grandes, complexes à fabriquer et donc coûteuses. Récemment, il y a même eu un vent contraire de la part du propre lobby de l'industrie : certains environnementalistes ont déclaré que le processus de mise à la casse produit beaucoup de déchets dangereux qui ne sont pas du tout "verts".

Les petites unités, en revanche, sont plus faciles à trouver des endroits où elles peuvent être installées. Ils sont plus silencieux et moins chers. Seul - les Berlinois ne sont pas la première start-up à tenter l'idée. Les éoliennes qui sont montées sur les toits des maisons individuelles ou des bâtiments commerciaux existent depuis de nombreuses années. Dans la pratique, cependant, de nombreuses approches se sont révélées inutiles. L'affaire Tassa, par exemple, a fait grand bruit. En 2009, la start-up de Wolfsburg a remporté le prix du fondateur de la banque de développement KfW avec sa mini-turbine éolienne. Cependant, le système s'est avéré immature, certaines turbines ne produisant qu'une fraction de la production attendue. Les clients ont exigé le remboursement de leur argent, et la direction a dû aller au tribunal.

Till Naumann et Andreas Amberger sont bien conscients de la gravité de leur héritage. "Ce qu'ils offraient dans le passé était soit de la camelote bon marché, soit beaucoup trop cher." En outre, le marché des acheteurs privés visé à l'époque était beaucoup trop restreint. Une poignée d'éoliennes pour les yachts ou les maisons de vacances ne génèrerait pas suffisamment de ventes pour réaliser des économies d'échelle substantielles. Mais surtout : "Jusqu'à présent, il n'y avait pas de systèmes modulaires disponibles". Les deux Berlinois de souche veulent maintenant changer cela. "Nos microcentrales électriques peuvent être développées. Des dizaines d'unités peuvent être connectées en série. Cela nous donne une toute nouvelle série d'options".

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Le signal de départ de Mowea a été donné pendant les études d'ingénierie mécanique de Naumann à la TU Berlin. Lorsque je suis devenu associé de recherche, je devais donner la conférence "Wind Power Education". J'ai dû approfondir mes connaissances rapidement, sinon je me serais mis dans l'embarras devant les étudiants". Apparemment, il a réussi, car plus tard, il a écrit sa thèse de doctorat sur "L'aérodynamique des plus petites pales de rotor". En 2010, dans le cadre d'un projet de recherche financé par l'Investitionsbank Berlin (IBB) visant à réduire les coûts des éoliennes, Naumann et Andreas Amberger, alors assistant de recherche dans le domaine des techniques d'entraînement électrique, se sont rencontrés.

Pour l'IBB, ils ont expérimenté des modules. Le premier projet consistait en 24 turbines individuelles et a été réalisé sur un site d'essai d'énergie éolienne de la Germanischer Lloyd en mer du Nord. Ici, le système modulaire des fondateurs a pu être mesuré par une partie indépendante selon la norme de certification pour les éoliennes (IEC 61400).

Bien que les mini-turbines semblent simples, elles sont pleines de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux. Ils étaient également petits, bon marché et efficaces. Selon les conditions de vent et le nombre de turbines, elles produisent de l'électricité dans une fourchette de 400 watts à 100 kilowatts.

Les résultats de l'essai ont été encourageants. Tellement encourageant qu'en septembre 2017, ils ont décidé de se séparer de l'université technique de Berlin et ont baptisé leur bébé Mowea. Ils ont collecté les premiers 500 000 euros auprès de plus de 750 donateurs via la plateforme berlinoise de crowd investing Companisto. Les personnes convaincues de l'idée ont pu contribuer à Mowea sous la forme d'un financement en fonds propres (partiarisches Darlehen) à partir d'un montant de 100 euros. D'autres capitaux ont été fournis par une subvention de démarrage d'EXIST.

Au départ, les deux inventeurs voyaient le futur marché de leurs éoliennes principalement dans les pays émergents. Là, le réseau de téléphonie mobile se développe à une vitesse disproportionnée, de nouveaux pylônes de téléphonie mobile sont constamment érigés dans le paysage - et alimentés en énergie par des générateurs diesel. Remplacer ces générateurs par de petites éoliennes fixées aux mâts - cela semble être une énorme opportunité.

"Mais nous avons dû apprendre rapidement qu'une petite équipe n'est pas capable de faire des affaires dans des pays lointains dès le départ", admet M. Naumann avec le recul. "Je ne peux que déconseiller de telles ambitions aujourd'hui. Toute personne qui commence à se débrouiller seule est dépassée par une telle tâche. Nous manquions tout simplement d'expérience et de main-d'œuvre. Il est plus logique de voir d'abord s'il n'y a pas un marché à notre porte.

Celle-ci existe évidemment. Les turbines pourraient être installées principalement sur les toits plats des halls industriels des parcs d'affaires, mais aussi sur les nombreux nouveaux pylônes de téléphonie mobile qui doivent être construits pour réaliser le réseau 5G.

Lorsque la phase de financement EXIST prend fin, ils ont besoin d'un financement de suivi. Les investisseurs en capital-risque restent cependant discrets. "A l'époque, nous n'avions pas de client pilote pour montrer que nos micro-turbines fonctionnent réellement. Mais pour les investisseurs, c'est exactement ce qui est important", a dû apprendre M. Naumann. Une autre expérience : "Les applications possibles de nos éoliennes sont très diverses. Ils peuvent être placés partout où il y a même quelques mètres carrés d'espace et suffisamment de vent. Mais ce n'est pas nécessairement un avantage lorsqu'on s'adresse à des investisseurs potentiels. Ils veulent voir que les fondateurs ont réussi à se positionner dans un de leurs créneaux. Il est donc préférable de ne pas danser à cinq fêtes en même temps, mais d'en choisir une et de vraiment y marcher.

Et c'est exactement ce qu'ils font maintenant. Lors d'un événement organisé par le "Centre pour l'entreprenariat" de l'Université technique de Berlin, ils discutent avec Vodafone. La société de télécommunications prévoit actuellement de construire le réseau 5G et a besoin pour cela de nombreux nouveaux pylônes de téléphonie mobile. Comme ces derniers consomment de l'énergie en permanence, Vodafone fera installer quatre systèmes de test Mowea sur un mât près de Torgelow (district de Vorpommern-Greifswald) en décembre 2019. Chacun de ces systèmes a une puissance de pointe de 500 watts et produit entre 500 et 800 kilowattheures par an. Dans des conditions de vent moyennes, cette énergie est suffisante pour alimenter la moitié d'un ménage de deux personnes - ou une bonne partie de l'énergie nécessaire au fonctionnement du mât radio.

Les fondateurs ont enfin leur projet pilote. Comme les rotors n'atteignent qu'un diamètre de 1,5 mètre, les exigences d'agrément sont en fait beaucoup plus faibles que pour les grandes éoliennes.

"Bien sûr, nous devons nous conformer aux exigences en matière d'émissions sonores et aux règlements sur la conservation de la nature (frappe des oiseaux)", explique M. Naumann. Mais comme un ancrage spécial évite les vibrations, le système est relativement silencieux. Et grâce à l'électronique de contrôle sophistiquée, il est possible de combiner un nombre quelconque de micro-turbines en un seul système, comme les briques Lego.

"Il faut beaucoup de savoir-faire pour faire fonctionner l'ensemble du système", explique M. Naumann. "Après tout, nos turbines sur les mâts de radio ne font que 35 mètres de haut. Là, le vent souffle moins fort qu'à 80 ou 100 mètres, où les rotors des grandes turbines sont déplacés. Ainsi, 90 % du temps, les turbines ne fonctionnent que dans la plage de charge partielle".

Mais pour être efficace, il faut une électronique de contrôle extrêmement précise. Dans d'autres applications, par exemple sur les toits plats des entreprises dans les zones commerciales ou industrielles, les rotors se déplaceraient même à une hauteur de seulement dix mètres. "Nous ne promettons donc pas une alimentation électrique totalement autonome. Nous parlons d'un système supplémentaire qui peut réduire les coûts d'électricité, de préférence en conjonction avec le photovoltaïque.

Vodafone effectue actuellement un calcul d'amortissement basé sur les résultats du pilote. Dans une prochaine étape, Mowea doit soumettre une offre pour 300 autres turbines de la future série pilote. "Les choses avancent", se réjouit Naumann. "Nous sommes fiers de faire partie de la stratégie de durabilité d'une entreprise mondiale". Tant que les turbines font leurs preuves, rien ne s'oppose à la production en série.

Outre l'aspect technique et économique, les fondateurs ont dû passer par des processus d'apprentissage supplémentaires. Il y a eu des changements dans l'équipe fondatrice, des différences d'opinion tangibles. Surtout, le fait que seuls les techniciens travaillent ensemble s'est avéré problématique. "Toute double compétence est superflue", dit Naumann en regardant en arrière. "Il est important de prêter attention au savoir-faire en matière de gestion d'entreprise et à l'expérience entrepreneuriale de l'équipe. Ce ne doit pas être quelqu'un qui est encore vert derrière les oreilles".

Et avant de signer un accord de partenariat - "C'est comme un contrat de mariage" - il ne pouvait pas faire de mal de demander conseil individuellement et pas seulement en équipe. Au sein de l'équipe elle-même, les membres individuels doivent se compléter au mieux. "Cela vaut également pour les différents types de caractères. Si l'un des partenaires est plutôt agité, l'autre devrait idéalement être un type tranquille. Un certain équilibre dans l'équipe est déjà assez bon".

L'équipe Mowea est actuellement composée de dix personnes. Afin d'obtenir un savoir-faire et des ressources financières supplémentaires, les entrepreneurs font appel à des business angels "à petits billets" et espèrent conclure des accords avec des investisseurs institutionnels. La jeune entreprise a encore besoin d'environ un million d'euros pour se lancer dans la production en série - un capital qui doit être acquis dans les six à huit mois à venir.

"Il y a beaucoup de demandes en ce moment - malgré la crise de Corona. Ce fut un coup de chance que Vodafone ait annoncé sa coopération avec nous dans un communiqué de presse et attiré l'attention d'autres donateurs sur nous. Ils s'approchent maintenant activement de nous".

Toutefois, le financement n'est pas encore assuré. Naumann remarque déjà "que certains family offices et d'éventuels capital-risqueurs gardent actuellement leur poudre sèche. La crise actuelle y laisse également des traces. "Il faut simplement faire tourner le pilote", se dit-il.

Le prototype est actuellement fabriqué par un partenaire à Berlin. En tant que lieu de production de séries, tout est possible, du sud de l'Allemagne à l'Europe de l'Est ou à l'Extrême-Orient. Les modules de série devraient être sur le marché en 2021, le prix cible est de 500 euros par unité.

Naumann pense toujours que les turbines Mowea sont mieux placées sur les toits des propriétés commerciales, où les machines fonctionnent de toute façon pendant la journée et où personne n'a besoin de dormir la nuit. "Je ne mettrais pas moi-même une éolienne sur le toit de ma maison privée", admet-il. "Le bruit est déjà dérangeant." Les toits plats des entreprises aéroportuaires conviennent également, dit-il : "Les forêts autour des aéroports ont été défrichées, il n'y a pas de coupe-vent et aucun oiseau n'a besoin d'être protégé. De plus, les systèmes photovoltaïques y sont tabous car ils pourraient éblouir les pilotes et les contrôleurs aériens. Nos turbines seraient une véritable alternative".

Dès que Mowea aura pris pied sur le marché intérieur, le plan d'internationalisation sortira du tiroir. "En Afrique et en Inde, où le réseau de téléphonie mobile se développe rapidement, il existe des centaines de milliers de mâts, dont la plupart fonctionnent encore avec des générateurs diesel", explique M. Naumann. Pour envoyer des signaux, ces mâts ont eux-mêmes besoin d'électricité. Dans ce pays, cela vient du réseau. Dans les pays en développement, où les lignes électriques font défaut, ce sont souvent les générateurs qui prennent en charge cette tâche. "Nous pouvons réduire énormément la consommation de combustibles fossiles avec nos turbines, éventuellement aussi en combinaison avec des cellules photovoltaïques et des piles à combustible."

Avec l'aide du réseau de distribution de Vodafone & Co., cela pourrait un jour se traduire par une concentration des commandes. "Pourquoi ne devrions-nous pas, de manière prospective, fournir 10 000 modules par an aux marchés émergents qui fonctionnent vraiment et s'autofinancent en deux ou trois ans ? Rien qu'en Inde, il y a 500 000 mâts diesel - et chaque année, c'est dix pour cent de plus". ®

Auteur : Dr. Günter Kast

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