Vous êtes ici

Des chercheurs et industriels ligériens développent l’hydrolienne de demain

Parmi les technologies d’énergies marines renouvelables (EMR), l’hydrolien figure en bonne place. Problème : son coût d’exploitation et de maintenance freine son développement. Pour y remédier, des chercheurs et industriels ont collaboré pendant 5 ans dans le cadre du projet régional Hydrol44. Ils ont notamment mis au point une génératrice d’hydrolienne « innovante, fiable et robuste ». Explications.

Vue en 3D d’un prototype d’hydrolienne imaginé par General Electric © GE Renewable Energy

« Sa ressource est abondante et prédictible » lance Mohamed Machmoum. Le directeur de l'Institut de Recherche en Energie Electrique de Nantes Atlantique (IREENA) fait ici allusion à l’énergie hydrolienne.
Cette énergie marine renouvelable (EMR) exploite les courants marins, l’une des principales sources d’énergie que la mer peut nous fournir avec la houle ou les marées. Et cette offre est colossale. On estime par exemple l’énergie dissipée chaque année par les marées à environ 22 000 TWh (terrawatt-heure), soit l’équivalent de la consommation mondiale d’électricité en 20121 ! Capter ne serait-ce qu’une partie de cette énergie contribuerait à atteindre l’objectif que s’est fixée la France pour 2020 : porter la part des énergies renouvelables à 23% de la consommation finale d’énergie, dont 3% seraient issus des EMR. Parmi elles, l’énergie hydrolienne consiste à convertir l’énergie des courants en électricité à l’aide d’une hydrolienne : « Cette turbine sous-marine peut produire la même puissance qu’une éolienne mais avec des rotors 4 fois plus petits. » Mais alors pourquoi les hydroliennes ne sont-elles pas autant déployées que les éoliennes ? « Les contraintes de l’environnement marin engendrent d’importants coûts de maintenance » répond le chercheur. C’est en grande partie pour résoudre cette problématique que des laboratoires et des industriels2 régionaux ont collaboré dans le cadre d’Hydrol44. Ce projet de recherche porté par l’IREENA et financé par la Région des Pays de la Loire3 a rassemblé de 2011 à 2016 des électriciens, des mécaniciens, des automaticiens, des biologistes… Il a conduit à la réalisation d’un prototype de génératrice d’hydrolienne - le bloc principal de la machine - « fiable et robuste conçu pour une durée d’exploitation de 20 à 30 ans ».

 

Aperçu du prototype de génératrice d’hydrolienne développé dans le cadre d’Hydrol44.

Aperçu du prototype de génératrice d’hydrolienne développé dans le cadre d’Hydrol44. © IREENA

 

Comment capter au mieux l’énergie produite par les courants marins ? Quel est le meilleur usage possible d’une hydrolienne pour l’exploiter plus de 20 ans à moindre coût ? Comment éviter que des moules ou des algues colonisent ses hélices ? Ces questions et bien d’autres ont orienté les nombreux travaux réalisés par les partenaires d’Hydrol44. Parmi leurs objectifs : retarder autant que possible une opération de maintenance qui consisterait à remonter l’hydrolienne à la surface. Afin d’optimiser la robustesse de la machine, ils ont conçu une génératrice « à attaque directe et simple à refroidir car elle ne nécessite pas de multiplicateur de vitesse, un élément qui peut être une source de défaillance » détaille Mohamed Machmoum. Les scientifiques ont également étudié le biofouling (l’encrassement biologique) susceptible d’affecter leur hydrolienne. A Lorient, ils ont immergé dans la mer pendant 3 mois des plaques métalliques afin d’évaluer l’impact de différents revêtements, des antifouling, sur la colonisation de micro-organismes. Autre avancée technologique réalisée : la mise au point de nouveaux outils de diagnostic à distance pour suivre en continu l’état de santé du système d’isolation électrique de la génératrice, « l’un des éléments les plus sensibles aux contraintes agressives de l’environnement marin ». Les partenaires d’Hydrol44 ont enfin développé une nouvelle méthode pour optimiser la collecte et le raccordement au réseau électrique de l'énergie produite par une ferme d’hydroliennes. Leurs travaux améliorent le rendement et la disponibilité de l’énergie captée par des hydroliennes qui tournent à des vitesses différentes.

 

Cette hydrolienne de 16 mètres de diamètre et d’un poids de 850 tonnes est immergée au large de l'Île-de-Bréhat dans le cadre d’une ferme pilote d’EDF. © EDF

Cette hydrolienne de 16 mètres de diamètre et d’un poids de 850 tonnes est immergée au large de l'Île-de-Bréhat dans le cadre d’une ferme pilote d’EDF. © EDF

 

« Hydrol44 a permis de lever des verrous technologiques mais pas seulement, commente Mohamed Machmoum. Il a initié de nouvelles collaborations dans le cadre de projets d’envergure4 sur les EMR et a permis un rapprochement clé entre des experts en génie électrique, mécanique et hydrodynamique. » Le prototype de génératrice d’hydrolienne réalisé devrait désormais contribuer à développer une nouvelle génération de turbines dans le cadre du projet Nexhyd lancé il y a peu et auquel participent, entre autres, l’IREENA et le groupe industriel General Electric Tous ces efforts de recherche collaborative visent à accélérer le développement d’une filière régionale des EMR. A l’heure actuelle, une première ferme pilote de deux hydroliennes installée à 35 mètres de profondeur est expérimentée par EDF au large de l'Île-de-Bréhat. Une deuxième pourrait aussi voir le jour sur les côtes normandes, au Raz Blanchard. Le site est connu pour enregistrer des courants de marée parmi les plus puissants d'Europe. La France possède par ailleurs le deuxième domaine maritime du monde, juste derrière les Etats-Unis.

 

1 Source : actes du colloque Sea Tech Week organisé en 2004
2 Université de Nantes, Université d’Angers, Université de Bretagne Sud, Université de Bretagne Occidentale, IRENav, Ecole Centrale de Nantes, General Electric, Jeumont Electric Maintenance, EN Moteurs et les Pôles EMC2 et S2E2.
3 avec le soutien de l’Université de Nantes, de la CCI Nantes-St Nazaire et de La Carène dans le cadre du Contrat d'Objectif Partagé (COP).
4 Notamment les projets ANR EMODI et OMDYN

Kogito.fr

 

Ailleurs sur le web

 

Ajouter un commentaire