Hydrolienne
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Une hydrolienne est une éolienne tournant sous l'effet des courants et marées.
Description
Les courants marins représentent une énergie fabuleuse qui contrairement aux vents sont constants et prévisibles. C'est un avantage déterminant par rapport aux autres énergies renouvelables intermittentes. Il existe deux grands types de courants : les courants marins situés plus ou moins au large des côtes et les courants de marée (ou de marnage) que l'on rencontre dans l'embouchure des fleuves et près des côtes.
Pour capter cette énergie, il faut placer des hélices ou des turbines dans l'axe de ces autoroutes de la mer, c'est ce qu'on appelle les hydroliennes (On rencontre aussi les appellations hydrohélienne et aussi éolienne sub-aquatique).
Cette source d'énergie commence seulement à être étudiée en Angleterre, en Italie, en Norvège et aux États-Unis. En France, EDF a comme projet d'en installer dans le Cotentin et en Bretagne. Une entreprise bretonne développe un projet d'hydrolienne pour capter les courants de marée.
Historique
La houle et les vagues constituent une source d'énergie dont la récupération occupe l'esprit de l'homme depuis la fin du XIXème siècle. Dans l'ouvrage de A.Berget de1923 intitulé "Vagues et marées", on peut déjà trouver quelques dispositifs proposés pour récupérer l'énergie mécanique représentée par le mouvement des vagues. Un premier engin, qui n'avait pas la forme du prototype final, fut testé dans le port de Doélan, en Bretagne, au printemps 1979 avec un prototype dont le rotor avait une aire de 7 m². La hauteur de la houle étant de 80 centimètres, les expérimentateurs récupérèrent une puissance de 3 kW
Les courants marins
Les courants océaniques de surface sont généralement provoqués par le vent ; ils sont typiquement orientés dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord et dans le sens anti-horaire dans l'hémisphère sud, du fait de la répartition des vents. Dans les courants provoqués par les vents, l'effet de "Force de Coriolis" se traduit par une déviation angulaire par rapport aux vents qui en sont à l'origine. La localisation des courants change notablement avec les saisons ; ce phénomène est particulièrement sensible pour les courants équatoriaux.
Les courants profonds sont produits par les gradients de température et de densité. La circulation thermohaline, aussi qualifiée de "tapis roulant", concerne les courants profonds dans les bassins océaniques causés par les variations de densité. Ces courants, qui s'écoulent sous la surface océanique et sont donc difficiles à détecter, sont assimilables à des "rivières sous-marines". Ils sont désormais suivis par un réseau de capteurs sous-marins dérivants nommé ARGO. Les zones de courants ascendants ("upwellings") et descendants sont des régions où des mouvements verticaux significatifs sont observés.
Les courants de surface concernent environ 10% de l'eau des océans. Ils se limitent généralement aux 300 premiers mètres de l'océan. Le mouvement de l'eau profonde est causé par des forces dues à la densité et à la pesanteur. La différence de densité est fonction de la température et de la salinité. Les eaux profondes s'enfoncent dans les bassins océaniques situés aux latitudes élevées, où les températures sont assez basses pour que la densité augmente. Les principales causes des courants sont le rayonnement solaire, les vents et la pesanteur. Les flux des courants océaniques sont mesurés en Sverdrup .
Potentiel
Le potentiel européen de l'énergie hydrolienne est, selon plusieurs études menées il y a quelques années axées sur ce projet d'envergure mondiale, à environ 12,5 GW qui pourraient produire 48 TWh annuels, ce qui représente la capacité de trois centrales électriques récentes.
D'après EDF[1], la France posséderait la deuxième ressource européenne, soit 20% du potentiel européen, correspondant à 10 TWh pour 3 GW « installables », répartis entre la Bretagne et le Cotentin.
Les courants marins pourraient être exploitables partout dans le monde ; les courants de marée constituent toutefois pour l'instant le domaine préférentiel de ce type de technologie : les courants de marée présentent en effet, par rapport aux courants généraux (comme le Gulf Stream) des caractéristiques particulièrement favorables :
intensité importante (dans certaines zones les courants de marée peuvent atteindre ou dépasser 10 nœuds, soit 5 m/s, alors que les courants généraux dépassent rarement 2 nœuds) ; proximité de la côte : les veines de courant intense apparaissent dans des zones de faibles profondeurs situées à proximité de la côte, ce qui en facilite l'exploitation ; direction stable : les courants de marée sont généralement alternatifs, ce qui simplifie le dispositif de captage ; enfin, prédicibilité : les courants de marée sont parfaitement prévisibles, puisqu'ils ne dépendent que de la position relative des astres générateurs - Lune et Soleil - et de la topographie locale
Avantages
Le premier intérêt de la houle en temps que source d'énergie est qu'elle est gratuite, inépuisable et non polluante: en cela, elle constitue un cas quasiment unique: seule l'énergie solaire possède les mêmes caractéristiques.
De plus, les récupérateurs de houle seraient de nature à calmer les eaux d'un port, puisqu'ils retirent de l'énergie aux mouvements d'eau: la navigation y serait aisée.
A travers différents travaux menés avec des instituts de recherche, l’empreinte environnementale de ces installations semble très neutre vis-à-vis du biotope.
L’hydrolienne ne génére pas de bruit audible pour les plongeurs. La vitesse de rotation lente élimine les risques de cavitation qui sont la principale source de bruit des hélices de bateau. De plus, la génératrice ne comporte pas de multiplicateur de vitesse à engrenages qui aurait pu être une source de bruit mécanique potentiel. Si le bruit sous-marin est inexistant, il l’est bien entendu pour les personnes sur le rivage ou circulant en bateau en surface
Inconvénients
Cependant, son prix est un obstacle à sa mise en place: selon des études réalisées il y a vingt ans, l'énergie houlomotrice reviendrait 10 à 30 fois plus cher que les énergies thermiques.
Il y a aussi des inconvénients pour la maintenance. Au niveau de l'accessibilité, certaines hydroliennes sont munies d'un pied qui dépasse de l'eau.
Projets à venir
En France , une première expérience va avoir lieu au large de l'estuaire de l'Odet en Bretagne au printemps 2008. Une hydroliennes de type Sabella fabriquée par le français HydroHelix sera alors testée dans les conditions de fonctionnement réel. Aux Etats Unis, 6 des 30 hydroliennes sur les 300 initialement prévues sont en cours d'installation dans l'embouchure de l'Hudson River. Au Royaume-Uni, un projet E.ON et Lunar Energy de 8 turbines de 15 m de haut et 25 m de long, devrait être mis en oeuvre au large de la Péninsule de St David dans le courant de l'été 2008 pour être achevé en 2010.
Voir aussi
Liens internes
Liens externes
Bibliographie
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