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Convertisseur d'énergie houlomotrice

Par admin renaudeau, publié le mercredi 10 mai 2017 23:31 - Mis à jour le dimanche 14 mai 2017 15:18

Définition

L’énergie houlomotrice ou énergie des vagues désigne la production d’énergie électrique à partir de la houle, c’est-à-dire à partir de vagues successives nées de l’effet du vent à la surface de la mer et parfois propagées sur de très longues distances.

Il existe différents dispositifs pour exploiter cette énergie. De nombreux systèmes sont actuellement à l’étude, certains sont déjà commercialisés et un est en essai en Australie par le CETO.

L'énergie houlomotrice a un potentiel d'environ 2 000 TWh/an, soit 10% de la consommation totale d'énergie électrique dans le monde en 2012.

Répartition de l'énergie des vagues dans le monde ( source image)

Fonctionnement technique

Il existe un vaste inventaire de solutions houlomotrices, certaines d’entre elles étant immergées, d’autres installées en surface, sur le rivage ou au large.

Les systèmes de capture d’énergie varient d’un prototype à un autre : capture d’énergie mécanique en surface (ondulations) ou sous l'eau (translations ou mouvements orbitaux), capture des variations de pression au passage des vagues (variations de hauteur d'eau) ou encore capture physique d'une masse d'eau (via une retenue).

Les procédés existants ou à l’étude peuvent être classifiés en 6 grands systèmes (dont nous avons librement formulé l’intitulé).

La chaîne flottante articulée

Système composé d’une suite de longs flotteurs qui s’alignent dans le sens du vent perpendiculairement aux vagues et dont la tête est ancrée au fond sous-marin par un câble. Les vagues créent une oscillation de la chaîne. Cette oscillation est exploitée aux articulations pour comprimer un fluide hydraulique qui entraîne à son tour une turbine. Il s’agit du procédé le plus connu exploitant l’énergie houlomotrice.

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemple : structure Pelamis, initialement testée au Portugal, d’une puissance de 750 kW. Elle est composée de 5 flotteurs articulés, pèse 1 350 tonnes et a une longueur globale de 180 mètres pour un diamètre de 4 mètres.

Source image

La paroi oscillante immergée

Système pivotant entraîné par le mouvement orbital de l’eau au passage des vagues. Ces oscillations permettent d’actionner des pompes pour comprimer et turbiner un fluide hydraulique.

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemple : prototypes Oyster, développés par Aquamarine Power et testés en Écosse (Oyster 1 d’une puissance de près de 300 kW testé dès 2009, Oyster 2 en projet d’une puissance de 2,4 MW).

La colonne à oscillation verticale

Structure flottante mise en place à la surface de la mer et transformant tous les mouvements horizontaux ou verticaux en déplacements de masselottes (éléments utilisant la force centrifuge pour créer un travail). L’énergie liée aux masselottes en mouvement est utilisée pour actionner une pompe et mettre sous pression un fluide hydraulique qui permet ensuite de faire tourner une turbine entraînant à son tour un alternateur. Une variante possible consiste à utiliser directement le déplacement pour entraîner l’alternateur.

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemple : système Wavebob, développé depuis 1999 et testé depuis 2006 en Irlande.

Le capteur de pression immergé 

Système ancré au fond marin qui utilise le mouvement orbital des vagues pour comprimer un fluide hydraulique. Le capteur le plus simple à utiliser est un ballon. Il est possible de constituer un réseau de capteurs et recueillir le fluide comprimé à terre où il est turbiné pour produire de l’électricité.

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemple : prototypes CETO, développés par Carnergie en Australie (unité CETO III en phase de commercialisation depuis 2009 avec projets à l’international, un prototype de ce type est actuellement immergé par EDF dans les eaux de l’île de La Réunion).

Dans les systèmes suivants, moins de parties mécaniques se trouvent en mouvement, ce qui peut contribuer à une meilleure fiabilité.

La colonne d’eau 

Structure flottante en acier ou en béton, ouverte à la base et fermée sur le dessus. Les vagues font monter et descendre le niveau de l’eau dans la colonne. Cela a pour effet de comprimer et de décomprimer alternativement de l’air emprisonné dans la partie supérieure de la colonne. L’air active alors une turbine bidirectionnelle pour produire de l’électricité. Ce système peut être installé au large ou sur le rivage.

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemples : prototype Oceanlinx développé en Australie, d’une puissance de 450 kW.

Le piège à déferlement

Système à franchissement qui retient l’eau des crêtes de vagues, créant une surpression dans le réservoir. Le volume d’eau piégée est turbiné.

 

 

 

 

 

 

 

 

Exemple : démonstrateur SCG (Slot-Cone Generator) de Wave Energy testé en Norvège.

 

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Source du texte :

Source des animations : http://www.aquaret.com/indexea3d.html?option=com_content&view=article&id=203&Itemid=344&lang=en

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