Energie Hydrolienne 5


Dans un article précédent, j’ai mentionné que les turbines Pelton et Francis utilisées en hydroélectricité ont un rendement très supérieur (~90%) aux hélices des éoliennes, qui ne peuvent dépasser la limite de Betz, égale à 16/27 = 59%. Cette limite n’est pas due au fluide, air plutôt qu’eau, mais aux caractéristiques d’un écoulement ouvert : si une hélice a une surface trop grande et freine trop l’air, le vent va contourner l’hélice plutôt que de passer à travers. L’air étant peu dense, il ne fournit beaucoup d’énergie que dans des vents assez violents que l’on ne trouve pas partout, et qui sont de plus peu prévisibles.

Par contre, l’eau ayant une densité 800 fois supérieure à l’air, il pourrait être intéressant d’installer des hydroliennes [1] sous l’eau, dans les courants marins et en particulier dans les courants de marée, plus rapides et parfaitement prévisibles. Les sites idoines ne sont pas nombreux mais le potentiel européen est tout de même estimé à 10 TWh, essentiellement dans la Manche. Ce potentiel équivalent à celui de l’éolien en France a convaincu EDF d’installer quelques hydroliennes pilotes au large de Painpol d’ici 2011 [2].

Quelques entreprises proposent déjà différents types d’hydroliennes:

  • l’entreprise française Hydrohelix propose des modules de 5 hélices de 10m produisant 1MW
  • Tidal Stream a axé ses développements sur un inconvénient des hydroliennes : la difficulté d’entretien. Leurs solutions permettent de remonter facilement les hélices en surface
La Pentland Firth Turbine de Tidal Stream, avec 4 hélices de 20m produisant 4MW. A coté, une éolienne de la même puissance.

La “Pentland Firth Turbine” de Tidal Stream, avec 4 hélices de 20m produisant 4MW. A coté, une éolienne de la même puissance.

le bras de SeaGen, portant 2 hélices de 15m de diamètre

D’autres idées émergent pour exploiter les courants marins, comme cet aileron de requin géant projeté par BioPower systems [3]

Un aileron de 15m de haut pourrait produire 2 MW avec un rendement de 90%. Le chiffre parait haut, mais il est vrai que peu de poissons préfèrent les hélices…

sources :

  1. Hydrolienne sur Wikipedia
  2. EDF s’engage dans le développement de l’énergie des courants de marées
  3. L’hydrolienne, éolienne sous-marine
  4. Giant Shark Fin to Generate 2 Megawatts sur ecogeek.org
  5. Energies de la Mer, un blog entièrement consacré à ce sujet
  • Hal

    Enfant, j’avais entendu parler d’un projet consistant à creuser un canal (ou un tunnel) en travers de la presqu’ile du Cotentin en Normandie pour exploiter le courant marin résultant du décalage des horaires de marée entre ses côtes ouest et est. Savez-vous si ce type de projet est encore à l’étude. La même idée pourrait être étudiée également sur la presqu’ile de Quiberon.

    • Je n’en sais pas plus que ce qui se trouve sous http://fr.wikipedia.org/wiki/Hydrolienne#.C3.89tat_de_lieux_et_prospective

      Apparemment ces projets sont toujours à l’étude. Je ne crois pas trop au canal, qui devrait avoir une section hydraulique importante pour ne pas causer trop de pertes de charges.

      A mon avis il faut aussi faire attention à ne pas surestimer la puissance exploitable : les marées sont localement importantes en raison d’un effet de résonance, et en “pompant” de l’énergie du système on amortit cette résonance…

      • Hal

        Merci pour ces infos. Une hyrolienne installée en mer comme celle de Paimpol peut (par hypothèse) selon son lieu d’implantation bénéficier d’un courant moyen de 2 noeuds avec des variations de 0 à 7 noeuds.

        En jouant sur la décalage de pleine mer de 2 heures environ entre l’est et l’ouest du Cotentin, le dénivellé moyen, par hypothèse, serait de 3 mètres et compte tenu du trajet à parcourir pour le traverser (environ 30 km), je me demande quelle serait la vitesse du courant dans un canal.

        L’intérêt d’un tel ouvrage, s’il existait, pourrait être de constituer une réserve d’eau pour turbiner pendant les pointes de consommation électrique.
        Ceci n’est que rêverie, car je doute qu’il soit rentable et surtout que les riverains en accepteraient les nuisances.

  • Ben non, justement, la limite de Betz dit que le rendement actuel des éoliennes est très proche du maximum théorique.

    Si les pales “accrochent plus de vent”, le vent sera plus freiné et passera à côté : ton hélice extraira moins d’énergie.

    Donc non, les éoliennes n’ont plus de marge de progression, à part devenir plus grandes, ou à part être installées à des endroits particuliers qui fonctionnent comme des entonnoirs, ce qui est d’ailleurs le cas de celles installées en Suisse dans la vallée du Rhône, près de Martigny.

  • al

    Certe ..mais les pales des éoliennes peuvent être améliorées afin de mieux “accrocher” le vent !!