Hydrolienne avec turbine horizontale classique Sabella D10 1 MW
Définition de l’énergie hydrolienne
L’énergie hydrolienne représente la conversion de l’énergie des courants marins ou fluviaux en énergie électrique. Elle est réalisée par des machines nommées « hydroliennes ». Ce sont souvent des turbines immergées dont la rotation entraîne un alternateur constitué d’aimants permanents, mais de nombreuses autres technologies sont testées.
Les hydroliennes classiques ressemblent a des éoliennes sous-marines et ont donc un axe horizontal comme la photo de la D10 française ci-dessus mais il y en a aussi à axe vertical comme celle des entreprises françaises Hydroquest-CMN présentée ci-dessous. Il existe également des machines flottantes, à effet venturi (tuyère accélératrice) et mêmes type cerf-volant ! On distingue les hydroliennes marines qui sont installées en mer et les hydroliennes fluviales pour les rivières.
Les courants marins
Ils doivent être suffisamment forts pour pouvoir installer des hydroliennes. En effet, il faut au moins 1 m/s mais ils doivent atteindre de préférence régulièrement les 3 m/s. Il s’agit donc essentiellement de courants de marées situés près des côtes. Ils sont prévisibles ce qui permet de mieux réguler le réseau électrique.
La profondeur du site doit être de 20 m à 50 m environ et la composition du sol marin doit être prise en compte. Il ne doit pas y avoir de pêche et le tirant d’eau doit être suffisant pour que les bateaux circulent. De plus, il faut avoir un raccordement électrique suffisamment puissant pouvant transporter le courant produit.
Hydrolienne en France
Potentiel techniquement exploitable
La France possède l’un des meilleurs potentiels hydrolien au Monde. Son estimation est de 3 GW (3000 MW), ce qui représente deux réacteurs nucléaires puissants. La quantité annuelle de courant produite serait de 14 TWh.
Le Raz-Blanchard en Normandie
Le Raz Blanchard a le plus grand potentiel d’énergie hydrolienne de France avec 2 GW soit 2000 MW. C’est l’un des meilleurs potentiel au Monde et est situé à 20 km à l’Ouest de Cherbourg-en-Cotentin, au large de la Hague. Il est en face du phare de Goury, à 3 kilomètres en mer. Il s’étend sur plusieurs kilomètres carrés dans les eaux Françaises. Par ailleurs, le Raz Barfleur qui est situé à 15 km à l’est de Cherbourg-en-Cotentin, possède aussi un potentiel intéressant.
Industrie hydrolienne à Cherbourg-en-Cotentin
CMN Cherbourg investit dans la société Hydroquest (Isère) et fabrique ses machines . Un nouveau modèle de 2.5 MW est en cours de développement. Ils ont un projet d’installation de 7 de ces turbines au Raz-Blanchard avec l’énergéticien français spécialisé dans la production d’énergies renouvelables Qair.
Le Fromveur en Bretagne
La passe du Fromveur, située au large de l’île d’Ouessant (à proximité de Brest) représente environ 200 MW installable. C’est plutôt pour Sabella. Il y a aussi une petite zone située entre Paimpol et l’île de Bréhat ou les courants sont importants et qui sert de test.
Les constructeurs d’hydroliennes en France
Les constructeurs d’hydroliennes marines Français sont Hydroquest, Sabella, EELV-Energie. Ils ont des technologies différentes.
Hydroquest utilise le type axe vertical avec turbine Darrieus. Par contre Sabella a fabriqué un modèle D10 de 10 m de diamètre, d’une puissance de 1 MW à axe horizontal avec 6 pales en matériaux composites. Elle fut testée au Fromveur au large d’Ouessant à proximité de Brest.
EELV-Energy utilise une technologie à membrane ondulante qui produit du courant électrique. Cela démontre que l’énergie hydrolienne possède des technologies variées.
Les hydroliennes dans le Monde
Le potentiel Mondial d’énergie hydrolienne marine est de 70 GW minimum.
Le canada a 2000 MW estimés. La baie de Fundy en représente la plus grande partie et est située au Québec.
En Angleterre c’est surtout le Nord de l’Ecosse : Pentland Firth et Orkney Island (Iles Orcades). Le potentiel Anglais est de 5.5 GW et 23 TWh. C’est pourquoi L’EMEC y possède son site de test pour les hydroliennes que les constructeurs européens peuvent utiliser pour y tester leurs machines. La baie de Srangford en Irlande est aussi l’un des meilleurs endroits au monde. L’Italie 0.5 GW (500 MW) 2 TWh.
L’entreprise Orbital Marine Power est leader avec l’Obital 2 d’une puissance de 2 MW. Un modèle est installé au large de l’écosse. Elle possède 2 turbines de 1 MW.
Atlantis commercialise deux modèles de turbines : la AR1500 et la Seagen. L’AR1500 est munie d’un axe horizontal d’une puissance de 1.5 MW. La Seagen a deux turbines situées de part et d’autre d’un mat central. La poutre est soulevable pour sortir l’installation de l’eau et effectuer la maintenance.
Minesto teste une hydrolienne cerf-volant et Flumill la technologie à double vis d’Archimède qui sont positionnés à 45° par rapport au fond marin.
Comparaison entre hydrolienne et éolienne
Si l’on compare à même puissance, les dimensions des hydroliennes sont beaucoup plus petites. En effet, la masse volumique de l’eau est environ 800 fois plus importante que celle de l’air. On en déduit donc qu’il faut une turbine plus petite pour une hydrolienne pour pouvoir faire tourner un alternateur de puissance équivalente.
Production d’énergie hydrolienne
Unité de mesure de la production électrique : le Wattheure
L’unité officielle de mesure de la production électrique : le wattheure noté Wh. Donc un système d’une puissance de 1 W génère en 1 h une production de 1 Wh. Pour 1000 Wh, on note 1 kWh (kilowattheure). Le « k » est en minuscule car le Kevin se note « K » majuscule. Si on a 1 millions de Wh on utilise le mégawattheure MWh. Puis 1 milliards de Wh équivalent à 1 gigawattheure GWh.
L’hydrolienne Sabella D10 a une puissance nominale de 1 MW. Donc en 1 heure, elle produit 1 MWh lorsque le courant marin est suffisamment puissant.
Centrale hydrolienne Meygen en Ecosse
Elle est située au Nord de l’Angleterre, en Ecosse. C’est l’installation la plus grosse au Monde avec 4 turbines d’installées par la société Anglaise Atlantis ce qui fait 6 MW de puissance au total. Cette centrale hydrolienne a généré une production d’énergie électrique de plus de 8 GWh dans le réseaux électrique. En 2018, cette installation a fourni 1.4 GWh en un mois ce qui a alimenté 5 420 foyers.
D. Lebresne