TOUT
CE QUE VOUS VOULIEZ SAVOIR SUR
L'ÉNERGIE DES VAGUES ET DES COURANTS MARINS
Actualité internationale
2006
décembre
TOUT
CE QUE VOUS VOULIEZ SAVOIR SUR
| Le Pelamis, serpent de mer électrique
Dans la brume, le chantier naval de Peniche est traversé par l'éclat de la brasure du métal. Ici, pas de Queen Mary 3 en construction. Sous les hangars, d'imposants tubes métalliques de couleur rouge déchirent la matinée voilée. Il s'agit d'un Pelamis, une sorte de serpent de métal, une machine houlomotrice, futur fournisseur d'électricité du pays. Des tronçons de 3,50 m de diamètre sont allongés entre deux hangars, parmi un fatras de câbles, poulies, rails et outils de toutes tailles. Chacun des trois «serpents» achetés par le Portugal se compose de quatre tubes, trois modules de raccordement, d'une tête et d'un yoke, sorte de harnais qui sert à la fois de gouvernail et de point d'ancrage. «Nous avons choisi le chantier naval de Peniche parce qu'il est le seul à disposer d'une plate-forme de 45 mètres suffisante pour mettre les machines à l'eau», explique le directeur du projet, l'Ecossais Martin Shaw. Concept. Comme lui, les Pelamis sont nés en Ecosse, à Edimbourg, dont l'université est un bouillon de culture pour la recherche en électricité marine. La société Ocean Power Delivery (OPD) a su surfer sur la vague, en développant le concept. Après sa naissance dans les brumes écossaises, les «serpents» ont été testés grandeur nature. Ensuite, il a fallu les transporter par cargo, en trois voyages successifs. A Peniche, OPD a des bureaux modestes. Une poignée d'ingénieurs et techniciens écossais, français et portugais sont concentrés devant leurs ordinateurs. L'ingénieur Pierre Potel, chargé de l'assemblage des machines, a le sens de l'image. «Le Pelamis, c'est un serpent qui ondule face à la houle. Soumis à une force à la fois constante et renouvelée, les vérins qui lient les tubes ensemble et qui sont contenus dans les modules de raccordement se compriment et se détendent. C'est ce mouvement de va-et-vient permanent qui crée la force motrice.» Le système, digne d'une pompe à vélo géante dans laquelle l'air est remplacé par de l'huile, permet d'alimenter un moteur hydraulique qui actionne une turbine. Les tubes ne sont là que pour assurer la flottaison et conduire l'électricité jusqu'au museau de l'engin qui abrite le transformateur: la tête du serpent, à la verticale une fois dans l'eau. Un câble électrique la relie à la terre, où un terminal est chargé de dispatcher l'électricité sur le réseau. «L'avantage de l'énergie houlomotrice sur l'énergie éolienne, c'est qu'elle est prévisible. La station du Pelamis peut enregistrer les données maritimes pour déterminer la force de la houle et ajuster la fourniture d'électricité sur le réseau en fonction de la capacité prévue», explique Martin Shaw. |
Une prévision à 24 heures, un véritable bonus
pour pouvoir maîtriser la distribution. Et puis, à l'inverse
des éoliennes, le Pelamis a le mérite de la discrétion,
il ne fait pas de bruit et se fond dans le paysage liquide de l'océan.
«Une fois en mer, le Pelamis est parfaitement visible, précisent
les deux ingénieurs. Il dépasse d'un mètre au-dessus
de l'eau et ne présente donc aucun danger pour les voiliers.»
Sur le chantier naval de Peniche, le premier serpent atteint 150 mètres de longueur. Une fois l'assemblage terminé, il sera mis à l'eau et remorqué au large d'une plage, près de Povoa de Varzim, dans le nord du pays. Mais le déploiement des machines a été repoussé au printemps, officiellement pour des raisons de sécurité. Arsenal juridique. La production des Pelamis atteindra 2,25 MW annuels. Parallèlement, OPD, associé financièrement à la société lusitanienne Enersis, finalise un contrat avec l'Etat portugais pour fournir 28 machines supplémentaires à partir de 2007, pour un investissement de l'ordre de 70 millions €. Le pays développe une stratégie tournée vers l'énergie renouvelable et s'est doté d'un arsenal juridique et financier important pour inciter à produire propre. Du coup, l'électricité générée par le Pelamis sera rachetée par EDP (Energias de Portugal, l'équivalent d'EDF) à un prix supérieur à celui du service public. Mais OPD devra rapidement atteindre cinquante exemplaires fabriqués pour pouvoir observer une réelle baisse de ses coûts de production. Ecossais et Portugais étudient d'ailleurs la faisabilité d'une centrale de production des machines au Portugal. Ce pays n'a pas vraiment le choix, il importe 80% de son énergie primaire. Searev, alternative française? (Libération) Longtemps leader dans le domaine de l'énergie tirée de la mer, grâce notamment à l'usine marémotrice de la Rance, la France est aujourd'hui un peu en retrait par rapport à la Grande-Bretagne. Les barrages du type Rance restent effectivement difficiles à implanter, par manque de lieux propices à de telles infrastructures. En attendant d'en savoir plus sur l'efficacité future du Pelamis, c'est un autre type de projet qui a vu le jour à l'Ecole centrale de Nantes: le Searev. Son créateur, l'ingénieur Alain Clément, du Laboratoire de mécanique des fluides, a mis au point une sorte de petit sous-marin qui utilise le principe du pendule pour récupérer l'énergie des vagues. Un prototype a été testé en juin dernier dans le bassin de l'école. Un premier appareil devrait être mis en service à une dizaine de kilomètres des côtes et fournir de l'électricité à 200 foyers. |
| Sans équivalent
dans le monde, l'usine marémotrice de la Rance, principale centrale
bretonne, utilise depuis 40 ans les mouvements de la marée pour
produire de l'électricité, à l'heure où les
yeux sont rivés sur tous les types d'énergies renouvelables.
Implantée aux portes de Saint-Malo, l'usine de la Rance "était à la pointe de la technologie en 1966. 40 ans après, elle fonctionne toujours, les machines sont en bon état", se réjouit Cyrille Périer, directeur du groupement d'exploitation hydraulique EDF grand Ouest. "Il n'y a pas d'autre usine marémotrice (de cette puissance) ailleurs" dans le monde, ajoute-t-il pour souligner l'originalité de ce site inauguré le 26 novembre 1966. Depuis cette date, ses 24 turbines de 5,35 mètres de diamètre, munies de pales orientables, tournent à marée montante et descendante. Elles sont rénovées et réparées sur place, à cinq mètres au-dessous du niveau de la mer, au gré des avaries. Située à l'entrée de l'estuaire de la Rance entre Saint-Malo et Dinard, l'usine, d'une puissance de 240 MW et inspirée des moulins à marées du Moyen-Age, fait 400 mètres de long qui sont parcourus à vélo par la trentaine de salariés. L'énergie des marées "est plus qu'une énergie renouvelable, c'est une énergie perpétuelle, tant qu'il y a la lune et l'eau de mer!", résume M. Périer. L'exploitation de la Rance par une centrale à gaz entraînerait le rejet de 115.000 tonnes de CO2, explique-t-il, pour illustrer les bienfaits de l'utilisation de la force des marées, dont l'amplitude peut atteindre 13,5 mètres, et qui est surnommée "la houille bleue". |
"Le débit d'eau d'une marée équivaut
à trois crues du Rhône", précise le responsable.
L'usine de la Rance, plus importante centrale de Bretagne, peut alimenter une agglomération de 300.000 habitants. Elle produit 90% de l'électricité bretonne sachant que la région ne produit que 5% de ce qu'elle consomme. L'investissement initial s'est élevé à plus de 3,7 milliards de francs, et EDF ne souhaite plus communiquer sur le coût de production du kilowatt, longtemps estimé à 18,5 centimes de franc, pour cause "d'ouverture du marché à la concurrence". L'endroit est aussi très prisé des touristes: plus de 70.000 visiteurs se sont pressés en 2006 à l'espace découverte, puisque l'antre de l'usine est désormais fermée au public pour cause de plan Vigipirate. D'un point de vue environnemental, Gille Huet, délégué général de l'association Eaux et Rivières de Bretagne, souligne qu'à l'époque de sa construction, entre 1961 et 1966, aucune étude d'impact sur l'environnement n'avait été effectuée. L'estuaire s'est envasé plus vite que prévu, selon lui. EDF, qui relève "une modification des courants", a consacré ces dernières années 6 millions € pour restaurer les berges et contrôler la sédimentation. Elle assure, études d'Ifremer à l'appui, que les poissons, les oiseaux et la flore "se portent bien". Seules trois autres centrales marémotrices existent, de bien moindre importance, au Canada, en Russie et en Chine. http://marquant.free.fr/um/index.htm http://www.planete-energies.com |
| La compagnie londonienne TidalStream
a mis au point une hydrolienne (turbine sous-marine produisant de l'électricité
avec les courants marins) qui fonctionne en eaux profondes. Le Semi-Submersible
Turbine (SST) comporte 4 turbines montées sur une bouée colonne
(bouée tubulaire semi-submersible placée verticalement dans
la mer), amarrée au fond de la mer par un bras pivotant. Ce bras
sert à l'installation et à la maintenance des turbines. La
maintenance effectuée en surface supprime les travaux sous-marins
coûteux et dangereux.
Le prototype de SST opérant à Pentland Firth est composé de 4 turbines de 20 m de diamètre pour une puissance maximale totale de 4 MW. Une éolienne offshore doit posséder un diamètre de 100 m avec un vent de 10 m/s pour une puissance équivalente. Et la base de l'éolienne, située à 25 m en dessous du niveau de la mer, est plus grande de 25% que celle du SST. |
TidalStream estime que son système sera compétitif
avec les éoliennes offshore et onshore. Le coût de l'électricité
produite par le SST pourrait atteindre 0,03 livres/kWh (0,044 €/kWh).
Le système a été validé par des essais dans la Tamise. Le Dr John Armstrong, responsable du design du SST, pense que le système sera opérationnel en 2010. L'énergie des courants marins est un secteur de R&D très prometteur au Royaume-Uni. Cependant la plupart des prototypes opérent en eaux peu profondes. Or, près de 90% des courants marins sont situées dans des eaux d'au moins 40 m de profondeur. Ainsi, le site de Pentland Firth entre le Nord de l'Ecosse et les Orkney Islands (îles Orcades) possède les courants les plus rapides du Royaume-Uni, de 1,5 à 2,2 m/s, à 60 m de profondeur. Dans ces conditions extrêmes, il est difficile d'installer et d'entretenir des convertisseurs d'énergie à l'aide de plongeurs ou de sous marins. |
| Deux chercheurs de l'Université
de Southampton, les docteurs Steve Turnock et Suleiman Abu-Sharkh, développent
un nouveau convertisseur d'énergie des courants marins. Cette recherche
découle d'un système de propulsion marine électrique
de véhicules sous-marins captifs (c'est-à-dire reliés
à une unité immobile), financé initialement par l'Engineering
and Physical Sciences Research Council (EPSRC).
L'idée est d'inverser le système, le moteur électrique qui deviendrait alors générateur d'électricité. Illustration disponible sur le web ici Au niveau technique, cette technologie se distingue des autres convertisseurs par sa simplicité. Selon ses créateurs, il s'agit d'un design compact dont la plupart des parties mobiles sont déjà utilisées dans les turbines sous-marines. L'un des avantages les plus remarquables de ce générateur est que les pales ne tournent que dans un seul sens quelle que soit la direction du flux, tandis que pour les autres designs, qui sont fondés sur celui des éoliennes, la rotation du rotor change de sens. Il n'a donc pas besoin de systemes d'engrenages compliqués destinés à maintenir l'appareil dans la bonne direction du courant. |
La maintenance est alors réduite ainsi que le coût. Les
pales de ce système sont placées dans une gaine spécialement
conçue qui permet un meilleur écoulement de l'eau le long
de la turbine. Au niveau de la compacité, tous les composants
sont compris dans un seul boîtier qui peut être préfabriqué,
ce qui réduit les coûts de construction ou d'assemblage sur
le site.
D'après le Dr Turnock, "il suffit juste de le lâcher dans un flux d'eau pour qu'il commence à produire de l'électricité". Cet appareil devrait être particulièrement adapté aux eaux vives et peu profondes comme les côtes, les estuaires, ou les lits de rivières. Le prototype testé actuellement n'a qu'un diamètre de 25 cm, mais un nouveau modèle plus large et plus efficace devrait être créé. L'équipe de recherche espère que son générateur pourra être disponible sur le marché dans 5 ans (2011). Sources:
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| La SPE s'enthousiasme pour son prototype
de centrale électrique "flottante" aux Grosses Battes à Angleur.
Un été particulièrement sec et un ennui mécanique, en décembre, n'ont pas eu raison de l'enthousiasme d'Olivier Sorini. Pour le chef du département « projets » à la SPE, l'intercommunale productrice d'électricité, le prototype hydroélectrique «Omega», installé aux Grosses Battes au printemps 2005, est en effet «déjà très satisfaisant, puisqu'il produit plus que ce que nous espérions». Conçu par la société herstalienne Rutten, cet engin aux allures de péniche avait séduit la SPE pour trois raisons: «D'abord, contrairement aux autres centrales de la SPE, il ne nécessite pas de génie civil: pas besoin d'ouvrage en béton colossal pour supporter la turbine, puisqu'elle flotte à cheval sur le barrage, prenant vaguement la forme d'un oméga, ce qui lui a valu son nom. Ensuite, et toujours à l'inverse des autres, on ne doit pas creuser le sol sous le niveau du fleuve pour l'installer, ce qui réduit considérablement les frais d'excavation. |
Enfin, il devrait permettre d'équiper des barrages comme
ceux de la Haute-Meuse, où le chemin de fer et la route, de part
et d'autre du fleuve, n'ont jamais à ce jour laissé la place
à une installation de production d'hydroélectricité.»
Hormis son souci technique hivernal, qui lui a valu 15 jours d'arrêt pour réparations, l'Oméga a donc tenu ses promesses. «Bien sûr, il poursuit son année probatoire et le bilan officiel ne sera effectué qu'à l'automne. Mais depuis octobre, il produit de l'électricité de façon industrielle, à raison d'environ 500kWh, soit la consommation de près de 750 familles», se réjouit M. Sorini. La SPE n'a d'ailleurs pas attendu la fin de l'année pour engager des négociations avec le MET, en vue d'installer le même type de centrale sur les barrages de la Haute-Meuse. Et de maintenir l'Oméga sur l'Ourthe, le permis accordé pour ce test grandeur nature ne couvrant qu'une année d'activités... |
Pelamis system is towed out to sea. Image: Ocean Power Delivery |
Artist's representation of the Strangford Narrows tidal turbine. Image: Marine Current Turbines |
