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Cet article montre le fonctionnement des hydroliennes, principales systèmes pour récupérer l’énergie libérée par les courants marins.

Une Hydrolienne est une turbine sous-marine qui utilise l’énergie cinétique des courants marins, comme une éolienne utilise l’énergie cinétique de l’air, pour produire de l’électricité.

Fonctionnement

Les hydroliennes fonctionnent grâce à la force des courants marins.
En effet, pour capter cette énergie, il faut placer les hydroliennes dans l’axe de ces courants pour actionner les pales du ou des rotors (à l’instar des éoliennes qui captent l’énergie du vent).
L’énergie mécanique produite par la rotation des pales est ensuite transformée en énergie électrique grâce à une turbine. Cette énergie passe par des générateurs et sera ensuite distribué aux villes ou foyers grâce à un câble électrique relié au rivage.

Il existe plusieurs types d’hydroliennes mais le principe de fonctionnement pour convertir l’énergie du courant est généralement le même et est relativement simple. En fait, on peut schématiser la conversion d’énergie cinétique en énergie électrique en 3 parties:

• La turbine est la partie mécanique qui convertie l’énergie cinétique du courant en énergie de rotation. La puissance de la turbine est optimisée en fonction de l’angle que font les pales avec la direction du courant ainsi que leur forme plus ou moins hydrodynamique.
• Le système qui permet de convertir la vitesse de rotation lente de la turbine en une vitesse rapide adaptée au générateur.
• Le générateur permet de convertir l’énergie mécanique de rotation en énergie électrique.

Schémas à venir

Une hydrolienne doit répondre à certains critères :

• Se maintenir en place et résister aux forces hydrodynamiques du courant.
• Turbiner au mieux le flux d’eau du flot et du jusant pour produire de l’énergie mécanique.
• Transformer l’énergie mécanique en énergie électrique.
• Exporter la production électrique vers le réseau à terre.
• Ne nécessiter qu’un minimum de maintenance.
• Gêner au minimum la navigation et le milieu vivant.
• Produire une énergie à un coût acceptable.

Les projets

Tidel

La société anglaise SMD Hydrovision a développé un système d’extraction de l’énergie des courants marins, nomé Tidel. Il s’agit de deux turbines de 500 kW à deux pales, tournant en sens inverse montées sur un même support. L’assemblage flotte et est ancré sur le fond par des chaînes d’amarrage.

Un prototype à l’échelle 1/10ème a été testé en Janvier 2004 au NaREC (Centre anglais des énergies renouvelables). Un autre prototype de 15m a été testé en 2005.

The Blue Concept

En janvier 2004, la Norvège a inauguré sa première centrale marémotrice, dans le détroit de Kvalsundet. Principale innovation de cette petite installation : elle est entièrement immergée.
Les pales du rotor ont la capacité de changer d’axe pour s’adapter au courant. Pour l’instant, seules deux hydroliennes sont en place sur la vingtaine prévues. Puissance escomptée à l’unité : 300 kilowatts.

HydroVenturi

Hydrolienne de type Hydroventuri

Le site de San Francisco est l’un des plus favorables au monde, représente une vraie « mine d’or » hydroélectrique, estimé à 2 000 mégawatts. L’installation se fera sous le pont de San Francisco, sur toute la baie.
De quoi rendre la ville autonome mais aussi dégager un surplus d’électricité que l’on peut commercialiser. Seule inquiétude : l’impact d’un tel projet sur la vie sous-marine. Mais la proposition d’HydroVenturi a remis l’hypothèse au goût du jour.

Résultat, convaincu de la nécessité à long terme, le conseil municipal de San Francisco a débloqué à l’unanimité un budget de 2 millions de dollars pour étudier la faisabilité d’une telle centrale. Un premier projet à petite échelle (1 mégawatt) à été réalisé.

Perspective pour l’avenir

La technologie des hydroliennes en est à ce jour à un stade expérimental. Le développement de centrales hydroliennes repose sur des technologies de l’hydraulique et ne nécessite a priori pas d’évolution importante.

Le coût élevé de l’investissement d’une centrale hydrolienne et le faible tarif de rachat de l’électricité produite font pour le moment reculer les investisseurs.
Cependant, déjà plusieurs grand projets sont en cours. Les entreprises britanniques se sont notamment spécialisées dans le domaine ; les projets les plus avancés concernent à ce jour essentiellement la Grande-Bretagne.

En France, EDF dispose déjà de projets concernant les centrales hydroliennes. En effet, EDF et le Laboratoire des Ecoulements Geophysiques et Industriels construiront une véritable hydrolienne sur le Canal du Pont de Claix (Isère). Si cet essai est concluant, d’autres hydroliennes seront construites en Rhône-Alpes.

Impacts

Les impacts potentiels des hydroliennes sur le milieu sont encore mal connus. Cependant, ils préoccupent les pêcheurs; selon eux, les turbines créeraient des zones de turbulence, empêchant les dépôts de sédiment et donc le développement de la flore, et créant ainsi à long terme une zone morte, sans vie. Ils pensent aussi que les hydroliennes pourraient précipiter dans leurs pales quelques animaux marins qui n’auraient pas su résister à l’aspiration créée par l’hydrolienne.

Selon d’autres hypothèses, les pales ne tournant qu’au rythme de 20 tours par minute ne créeraient pas d’aspiration. Les sédiments ne se déposant pas autour de l’hydrolienne éviteront l’envasement et faciliteraient l’entretien. Il faut aussi considérer que les sites choisient pour l’installation d’hydroliennes sont des sites de courants forts et très forts, où les conditions sont peu favorables au développement de la faune et de la flore.

L’impact environnemental de l’énergie hydrolienne est actuellement étudié dans de nombreux projet de Recherche et Développement en Europe.