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Introduction

Les technologies qui permettent de capter l’énergie des vagues ont été mises au point il n’y a que 30 à 35 années. L’Angleterre et le Japon ont été les premiers pays à mettre au point des méthodes pour capter l’énergie des vagues. Aujourd’hui, des entreprises ont construit, ou sont en train de construire, des installations qui convertissent l’énergie des vagues en électricité un peu partout dans le monde. Malgré un potentiel important, la France est pratiquement absente dans ce secteur.

En général, les convertisseurs d’énergie houlomotrice utilisent le mouvement ascendant et descendant des vagues pour produire de l’électricité. Il y a plusieurs types de systèmes. Certains systèmes extraient l’énergie des vagues de surface tandis que d’autres utilisent l’énergie des fluctuations de pression sous la surface de l’eau ou provenant de la vague elle-même. Certains systèmes sont fixes tandis que d’autres suivent le mouvement des vagues.
De très nombreux dispositifs ont été expérimentés avec deux grandes catégories : les dispositifs côtiers et les dispositifs de pleine mer (off-shore). Les premiers utilisent le déferlement des vagues, les seconds utilisent les variations du niveau de la mer lors du passage de la houle. Les dispositifs côtiers sont faciles à construire et à entretenir mais leur rendement est nettement moins bon que les dispositifs off-shore qui exploitent des vagues plus puissantes et plus régulières. Les méthodes les plus couramment utilisées pour capter l’énergie des vagues comprennent : le système à colonne d’eau oscillante, le système à batteurs et le système à canal.

Colonne d’eau oscillante

La colonne d’eau oscillante utilise un tube et une structure partiellement submergée, c’est à dire que la colonne est à demi enfoncée dans l’eau. La vague entre dans le tube, ce qui la concentre, augmentant sa hauteur ainsi que la pression exercée par l’eau sur l’air dans la colonne. Les deux bras du tube sont orientés vers l’eau.

La colonne est ouverte à la base, pour permettre à la vague d’entrer, et est fermée au sommet pour garder l’air à l’intérieur et sous pression. Elle produit alors de l’électricité en deux étapes :
- Lorsqu’une vague entre dans la colonne, elle pousse l’air qui se trouve dans la colonne fermée au travers d’une turbine, et accroît la pression dans la colonne.
- Lorsque la vague se retire, l’air passe à nouveau dans la turbine en raison de la réduction de la pression d’air du côté de l’océan.
Un alternateur branché à la turbine produit de l’électricité lorsque l’air passe.
L’originalité de la colonne d’eau oscillante vient du vent qui actionne cette turbine. En effet, le courant d’air qui l’actionne est créé par les vagues.

Colonne d'eau oscillante

Colonne d'eau oscillante-phase 2

Dispositifs flottants

Il existe plusieurs types de dispositifs flottants pour capter l’énergie des vagues, qui produisent de l’électricité au moyen du mouvement harmonique de la partie flottante de l’appareil, par opposition au système fixe qui utilise une turbine fixe actionnée par le mouvement de la vague. Dans ce système, les dispositifs montent et descendent en fonction du mouvement de la vague, mouvement qui produit de l’électricité.

Radeaux articulés

Les radeaux sont constitués de 2 panneaux articulés et d’une partie centrale contenant les unités productrices. La vague soulève et abaisse les parties mobiles, le mouvement est récupéré dans l’articulation par des pompes pour produire de l’énergie.

Batteurs

Les batteurs sont des bouées en mouvement, qui montent, descendent et tanguent au gré des vagues. Ces bouées sont ancrées sur le fond et sont constituées d’un axe parallèle au front de la vague, sur lequel on fixe une série de batteurs (arrondis vers l’arrière, effilés en bec de canard vers l’avant). Le bec est soulevé par la vague puis retombe. Un système interne de pompes utilise le mouvement pour comprimer un fluide qui actionne une turbine.

Batteur

Liaisons du batteur

Dispositifs ancrés

le rectificateur est une caisse ouverte sur le large et divisée en deux compartiments superposés. La vague remplit le haut du réservoir, puis tombe dans la partie inférieure en actionnant une turbine. L’ensemble est construit au fond de la mer.

Rectificateur

Système à canaux

Les systèmes à canaux entonnoirs fonctionnent de manière très semblable à celle d’une centrale hydroélectrique, avec un barrage pour faire monter le niveau de l’eau et un réservoir pour la mettre en réserve. Dans ce cas, toutefois, l’eau vient de l’océan sous forme de vagues. Les vagues sont orientées vers un réservoir surélevé, sur le rivage, par un canal évasé dont l’ouverture la plus large s’ouvre sur l’océan.
- La forme du canal accroît la hauteur et l’énergie des vagues lorsque l’eau se précipite dans le réservoir.
- Le réservoir est surélevé sur la rive, parfois le long d’une falaise.
- L’énergie de la vague est captée sous forme d’énergie potentielle lorsque l’eau est stockée dans le réservoir.

Système pour canaux

Le système à canaux a l’avantage d’avoir peu de pièces mobiles et de pouvoir produire de l’énergie sur demande. Mais il faut des régions côtières qui ont des vagues uniformes ainsi qu’un lieu propice pour le réservoir. Les systèmes littoraux, tels que le système à canaux et, dans certains cas, peut fournir de l’énergie pour les besoins locaux, comme ceux d’une population insulaire.