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 munis d’aimants permanents, mais de nombreuses autres technologies existent.
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, 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 3.5 GW (3500 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. Ses courants marins sont parmi les plus puissants au monde avec en moyenne 8 noeuds marins (14.8 km/h) et parfois même 12 nœuds (22.2 km/h) lors des grandes marées (1noeud marin=1.852 km/h). En anglais « nœud marin » est traduit par « knot ». 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 Qair, spécialisé dans la production d’énergies renouvelables : c’est le projet Flowatt. Ce sera le plus puissant parc hydrolien au monde avec 17.5 MW.
Un deuxième projet est également en cours. La société Normandie hydroliennes travaille depuis plusieurs années avec Proteus Marine Renewables (ex-Simec Atlantis Energy) dans le but de construire une ferme hydrolienne au Raz Blanchard. Le modèle AR500 de l’entreprise a été testé avec succès au Japon et maintenant le développement d’une machine de 3 MW est en cours. L’objectif est d’en construire 4 par Efinor Cherbourg et des les installer dans le détroit : c’est le projet NH1.
Au total, ce seront donc 11 hydroliennes construites à Cherbourg et installées au Raz Blanchard pour le record de puissance de 29.5 MW, permettant d’alimenter plus de 30 000 foyers.
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. Il y a aussi une petite zone située entre Paimpol et l’île de Bréhat où les courants sont importants et qui sert de test. C’est EDF qui en est propriétaire et qui loue les emplacements aux constructeurs d’hydrolienne.
Les constructeurs d’hydroliennes en France
Les constructeurs d’hydroliennes marines français sont Hydroquest, Sabella, EEL-Energy. Ils ont des technologies différentes.
Hydroquest utilise le type axe vertical avec turbine Darrieus comme la turbine OceanQuest ci-dessous.
Elle a été testée pendant 2 ans en Bretagne sur le site d’essais de Paimpol Bréhat avec succès. Comme précédemment écrit, une turbine de 2.5 MW est en cours de développement.
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.
EEL-Energy utilise une technologie à membrane ondulante, imitant les mouvements des anguilles. Le nom vient du mot anglais « eel », qui se traduit par « anguille ». Des petites bobines et des aimants sont dessus et leur déplacement génère le 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 100 GW minimum.
Le Canada a 42 000 MW estimés avec 191 sites exploitables ! La baie de Fundy, située au Québec, représente le plus gros site exploitable de ce pays.
Le potentiel anglais est important : 5.5 GW. Surtout le nord : le détroit de Pentland Firth, au large des îles Orcades en Ecosse. L’entreprise Orbital Marine Power est leader mondial des constructeurs avec l’Orbital 2 d’une puissance de 2 MW. Un modèle est installé aux large des Orcades et est raccordé au site de recherche européen EMEC (European Marine Energy Centre). C’est une installation flottante qui possède 2 turbines de 1 MW et permet d’alimenter 2000 foyers. L’autre entreprise anglaise qui est aussi dans les leaders est Proteus Marine Renewables (ex-Simec Atlantis Energy) avec son AR1500 et sa AR500. Mais la construction de 4 AR3000 de 3 MW par Efinor à Cherbourg pour Normandies hydroliennes en fera le leader mondial.
En Irlande, la baie de Strangford a une grosse ressource hydrolienne exploitable.
Les Etats-Unis également, mais la moitié se situe en Alaska.
Dans le domaine des technologies étonnantes, on peut citer :
- L’entreprise suédoise Minesto teste une étonnante hydrolienne cerf-volant
- Flumill la technologie à double vis d’Archimède, 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. La production est prédictible, ne fait pas de bruit et généralement les machines sont immergées donc invisibles depuis la côte.
En revanche, les grosses éoliennes marines atteignent les 15 MW de puissance, tandis que l’hydrolienne la plus puissante fait 2MW.
Production d’énergie hydrolienne
Centrale hydrolienne Meygen en Ecosse
C’est l’installation la plus puissante au monde avec 4 turbines de 1.5 MW d’installées, permettant ainsi de produire jusqu’à 6 MW de puissance. Cette centrale hydrolienne a généré une production de plus de 50 GWh dans le réseau électrique entre entre 2017 et 2023, ce qui a permis d’alimenter plusieurs milliers de foyers écossais.
https://www.hydroquest.fr/flowatt-fr
Dominique Lebresne