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2007 : Les énergies de la mer > TR2 : Retours d'expériences, R&D et innovations : Rôle des collectivitées, les recherches en France >  Searev

Searev

Alain Clément, Ecole centrale de Nantes, CNRS - Saipem – Leroux et Lotz, Principia.

Biographie :

CLEMENT Alain

Compte rendu :

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Transcription :


18 octobre 2007 TR2


Discours de Alain Clément :



En quelques chiffres : l’ordre de grandeur de la consommation d’énergie primaire mondiale est de l’ordre de 12GTep, et la répartition des pays riches est de 55% et les pays pauvres 45%.
Si on met en balance l’énergie solaire reçue du Soleil au niveau de la surface de la Terre par an, on arrive à un chiffre de l’énergie solaire reçue par la mer qui est 3800 fois la consommation d’énergie primaire mondiale. Donc, la mer reçoit 3800 fois en énergie les besoins de l’humanité toute entière en énergie primaire. Il faut garder cela à l’esprit.

Dans les énergies de la mer, on peut citer :
. l’énergie marémotrice, avec l’usine de la Rance (l’utilisation de la marée avec des barrages munis de turbines)
. l’énergie des courants, ce qu’on appelle aujourd’hui des hydroliennes
. l’énergie des vagues
. l’énergie thermique des mers (ETM) qui consiste à utiliser dans des machines thermiques la différence de température entre la surface et le fond de l’océan dans les endroits où on peut trouver de l’ordre de 20°C de différence
. l’énergie osmotique qui vient d’un phénomène physique qui fait qu’entre de l’eau douce et de l’eau salée, on peut faire travailler un écart de pression et donc fournir un travail mécanique.

Ce sont pour ma part les cinq grandes catégories qui sont vraiment les énergies de la mer et aujourd’hui, on peut les étendre légitimement à d’autres catégories :
. les bio-énergies marines (biomasse, micro-algues)
. l’éolien dès lors qu’on l’emmène offshore

On peut les incorporer pour certaines problématiques, aux énergies marines et d’autres encore, éventuellement plus marginales.

Aujourd’hui, et j’espère ne froisser personne, quand on regarde ce qui se passe dans la R&D, on a un redécollage de ces deux énergies au niveau européen : les énergies des courants et les énergies des vagues. Les pays développeurs de ces deux types d’énergie sont :
- Europe : Royaume-Uni, Portugal, Norvège, Danemark, France
- Japon
- USA/Canada
J’y ai mis la France, mais nous sommes loin d’être en tête, en tout cas dans l’effort de développement.
Il y a des pays « clients », qui ont des ressources naturelles en vagues et en courant.
En Europe, on a toute la façade atlantique (Irlande, Ecosse, Angleterre, France, Portugal), mais il faut surtout se garder de restreindre le champ à cette géographie et penser à l’Outre Mer, à toutes les îles et aux continents éloignés.

Je vais me concentrer sur l’énergie des vagues, c’est ma spécialité. Cette carte présente la ressource globale. Chaque point représente une moyenne annuelle de la puissance qui passe dans un mètre de largeur de mer.

image Science et Ethique

Ce qui est intéressant, c’est que l’on a des tons chauds et des tons froids. Il faut savoir que pour l’énergie des vagues, on peut la récupérer sur des sites à partir de 20kW/m. Sur cette carte, il s’agit de tous les tons chauds. Vous voyez qu’on ne va pas aller beaucoup chez nos amis méditerranéens mais, sur notre façade atlantique et jusqu’au nord de l’Europe, on est extrêmement bien exposé pour les vagues. C’est également le cas en Afrique du Sud, Amérique du Nord et du Sud, Australie. Il ne faut pas oublier – et c’est très important parce que c’est une bonne part du marché – toutes les îles isolées au milieu de nulle part, au milieu des océans, qui ont évidemment des besoins légitimes en électricité comme nous tous, et où il y a beaucoup de difficultés à avoir de l’énergie centralisée.

Le World Energy Council situe le potentiel en énergie des vagues entre 1,3 et 2 TW et je rappelle que c’est de l’ordre de grandeur du parc mondial électrique installé. Evidemment, on ne va pas remplacer toutes les centrales électriques par des centrales houlomotrices, mais ça donne un ordre de grandeur de la puissance disponible par les vagues, de façon brute.

On a trois grandes familles de systèmes pour récupérer l’énergie des vagues.
Il y a quelque chose de singulier sur l’énergie des vagues, c’est qu’il y a pléthore de systèmes, de principes – chacun dans cette salle, en réfléchissant 5 minutes, pourrait proposer un système pour récupérer l’énergie des vagues. Il y a énormément de principes, c’est bien différent d’autres disciplines, il y en a moins, voire beaucoup moins pour l’énergie des courants dont on parlera plus tard, et encore beaucoup moins évidemment pour l’éolien où on a convergé vers un principe.

Il y a donc :
- les rampes de déferlement : on utilise le déferlement de vagues sur un plan incliné derrière lequel on a un bassin en hauteur et on fait turbiner l’eau de ce bassin en hauteur quand elle retourne à la mer
- la colonne d’eau oscillante : on utilise des structures où on a une cavité qui communique avec la mer par une embouchure submergée et à l’intérieur de cette cavité, l’eau monte et descend, et ça fait un piston naturel qui sert à expulser ou inspirer de l’air à travers une turbine, et cette turbine produit de l’électricité
- les systèmes à flotteurs : plusieurs flotteurs articulés entre eux ou un seul flotteur qui travaille sur un ancrage
- les inclassables et il y en a beaucoup

Aujourd’hui, je ne vous présente :
. le Wave Dargon, un système danois qui appartient à la famille des systèmes à déferlement
. le Pélamis, un système à flotteurs articulés entre eux
. une colonne d’eau oscillante de Kvaerner en 1985
. un système à déferlement avec plusieurs niveaux et des cavités, actuellement en développement en Norvège et financé par la Commission Européenne
. un système à flotteurs avec des plates-formes avec tout un jeu de flotteurs en pilonnement où on récupère le mouvement de ces flotteurs, en développement en ce moment.

En France, et en particulier à Nantes, le Laboratoire de Mécanique des Fluides a lancé, en 2002-2003, ce projet sur une innovation de nos chercheurs. Le projet SEAREV est un système flottant de 1000 tonnes qui contient un système pendulaire, et quand la mer agite le flotteur, la roue pendulaire entre en oscillation et active un système hydraulique qui lui-même active un système de génératrice électrique. Le tout est contenu à l’intérieur d’un flotteur donc aucune pièce n’est exposée à la mer et c’est un système flottant qui peut s’accommoder des marées.

Ce système a quelques points forts, en particulier de contenir tout à l’abri de la mer, donc il y a une très bonne survivabilité. L’impact visuel de ces machines est nul car elles seront installées à des hauteurs d’eau à partir d’une trentaine de mètres et plus et sur nos côtes – en Pays de Loire – il faut faire 10 km en mer pour trouver ces profondeurs. Ces machines sont donc invisibles du rivage.

Nous en sommes à 4-5 années en laboratoire, on a aujourd’hui des partenaires industriels qui regardent la faisabilité et le passage de la construction d’un prototype à l’échelle 1, de 25m de long, 1000 tonnes et 0,5 MW embarqués. C’est une grosse affaire qui est en train de se lancer.

En parallèle, nous avons lancé, dans le cadre des contrats de projets Etat/Région CPER, le projet, qui a été accepté, d’un site d’essais à la mer pour la récupération de l’énergie des vagues dans la région Pays de la Loire, au sud de Belle-Île jusqu’au sud de La Tranche/mer. Les partenaires sont le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, la Région, le Conseil général Loire-Atlantique, le CNRS et l’Ecole Centrale de Nantes.

Je vous remercie de votre attention et je répondrais à vos questions avec plaisir.





Mis à jour le 06 mars 2008 à 11:38