Energies marines hydrolienne et houlomotrice ... - Institut Coriolis
Energies marines hydrolienne et houlomotrice ... - Institut Coriolis
Energies marines hydrolienne et houlomotrice ... - Institut Coriolis
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> – 24 septembre 2010<strong>Energies</strong> <strong>marines</strong> <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong>.Exemples de proj<strong>et</strong>s <strong>et</strong> de travaux de R&DMichel BenoitChercheur-senior HDRDirecteur du Labo. Saint-VenantJean-François DhédinChef proj<strong>et</strong> <strong>Energies</strong> MarinesEDF R&D LNHEGiovanni MattaroloIngénieur-chercheurEDF R&D LNHE <strong>et</strong> Labo. Saint-VenantUniversité Paris Est,EDF R&D – CETMEF – ENPCTel : 01 30 87 83 51Fax: 01 30 87 80 86michel.benoit@edf.frmichel.benoit@saint-venant-lab.frc/o EDF R&D6 quai Watier, BP 4978401 Chatou cedexwww.saint-venant-lab.frLaboratoire Nationald’Hydraulique <strong>et</strong>Environnement (LNHE)<strong>Energies</strong> <strong>marines</strong> <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong>1. Introduction : contexte mondial, européen <strong>et</strong> national2. Quid des énergies <strong>marines</strong> ?3. Un tour d’horizon Ressources / Technologies3.a Energie marémotrice3.b Energie <strong>hydrolienne</strong>3.c Energie <strong>houlomotrice</strong>4. Problématiques de développement technologique …<strong>et</strong> autres5. Le soutien public au développement de la filière est nécessaire6. Exemples de R&D au Labo. Saint-Venant <strong>et</strong> EDF R&D, illustréssur des proj<strong>et</strong>s du groupe EDF :- Démonstrateur de ferme <strong>hydrolienne</strong> en Br<strong>et</strong>agne (Paimpol-Bréhat)- Prototype houlomoteur sur l’Ile de La Réunion7. ConclusionÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
1. Introduction : production électrique mondialeProduction Electrique Mondiale 200720 000 TWh218TWh68%16%2%8,5 TWh0,6 TWh14%63TWhNucléaireFossile+Déch<strong>et</strong>sHydrauliqueENR hors hydraulique170 TWhBiomasseSolaire<strong>Energies</strong> MarinesGéothermieEolienSource: Observ’ER Dixième inventaire Edition 2008La proportion des ENR hors hydraulique est très faibleÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20101. Introduction : production électrique en FranceProduction Electrique France 2007571 TWh10%4,2 TWh11%1,6%0,038 TWh0,519 TWh0,095 TWhRappelProduction ENR en1995 (TWh)0,0030,5680,00577%4,1 TWh1,822NucléaireFossile+Déch<strong>et</strong>sHydrauliqueENR hors hydrauliqueBiomasseSolaire<strong>Energies</strong> MarinesGéothermieEolienÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
1. Introduction : contexte mondial / européenPrise de conscience au niveau mondial / européenNécessité de limiter la production de gaz à eff<strong>et</strong> de serreStock limité d’énergies non-renouvelablesDéveloppement durable / énergies alternativesLégislation au niveau européen12 décembre 2008, vote du « paqu<strong>et</strong> Energie-Climat » (20/20/20)o Une réduction de 20% des émissions de gaz à eff<strong>et</strong> de serreo Une amélioration de 20% de l'efficacité énergétiqueo Une part de 20% d'énergies renouvelables dans la consommation d'énergie finaleÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20101. Introduction : contexte mondial / européenÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
1. Introduction : le contexte françaisAu niveau français :le Grenelle de l’environnement lancé en juill<strong>et</strong> 2007« Article 19 – Grenelle I : La recherche joue un rôle central dans l’analyse desprocessus environnementaux <strong>et</strong> est à l’origine d’innovations technologiquesindispensables à la préservation de l’environnement <strong>et</strong> à l’adaptation auxchangements globaux de la planète. L’effort national de recherche privilégiera lesénergies renouvelables, notamment la production d’énergie solaire photovoltaïque àpartir de couches minces, l’énergie des mers … »le Grenelle de la Mer lancé en mars 2009« définir <strong>et</strong> m<strong>et</strong>tre en oeuvre une stratégie ambitieuse pour les énergies <strong>marines</strong>renouvelables afin de concilier développement <strong>et</strong> protection ».Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010<strong>Energies</strong> <strong>marines</strong> <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong>1. Introduction : contexte mondial, européen <strong>et</strong> national2. Quid des énergies <strong>marines</strong> ?3. Un tour d’horizon Ressources / Technologies3.a Energie marémotrice3.b Energie <strong>hydrolienne</strong>3.c Energie <strong>houlomotrice</strong>4. Problématiques de développement technologique …<strong>et</strong> autres5. Le soutien public au développement de la filière est nécessaire6. Exemples de R&D au Labo. Saint-Venant <strong>et</strong> EDF R&D, illustréssur des proj<strong>et</strong>s du groupe EDF :- Démonstrateur de ferme <strong>hydrolienne</strong> en Br<strong>et</strong>agne (Paimpol-Bréhat)- Prototype houlomoteur sur l’Ile de La Réunion7. ConclusionÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
2. Quid des énergies <strong>marines</strong> ? DéfinitionsLe terme « Énergies Marines » désigne habituellement les énergiesrenouvelables qui peuvent être directement extraites du milieu marin :L’énergie marémotrice : exploitation de l’énergie potentielle des massesd’eau mues par les marées (nécessite un barrage ou un bassin de r<strong>et</strong>enue)L’énergie <strong>hydrolienne</strong> : exploitation de l’énergie cinétique des courants demarées ou océaniques (via une turbine)L’énergie <strong>houlomotrice</strong> : exploitation de l’énergie des vaguesL’énergie thermique des mers : exploitation de la différence d<strong>et</strong>empérature qui peut exister entre l’eau de surface <strong>et</strong> celle de fondL’énergie osmotique : exploitation de la différence de salinité entre deuxmasses d’eauEnergie éolienne offshore : installation d’éoliennes en merBiomasse marine (principalement biocarburants par micro-algues)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20102. Quid des énergies <strong>marines</strong> ? Une projection desressources « théoriquement » exploitables1 - Energie marémotrice : de l’ordre de 400 TWh/an au niveau mondialMonde Europe continentale France métropolitaine2 - Energie <strong>hydrolienne</strong> 400 à 800TWh/an15 à 35 TWh/an(6 à 8 GW installés)5 à 14 TWh/an(2 à 3 GW installés)3 - Energie<strong>houlomotrice</strong>2 000 à 8 000TWh/an150 TWh/an(environ 50 GWinstallés)environ 40 TWh/an(10 à 15 GW installés)4 - Energie thermiquedes mers10 000 TWh/an 0 0 (Outremerseulement)5 - Energie osmotique 1 700 TWh/an 200 TWh/an Non évaluéeMaturité technologique, Intermittence (facteur de charge), prédictibilité …Source Ifremer –<strong>Energies</strong> RenouvelablesMarines - Etude prospective à l’horizon 2030Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
<strong>Energies</strong> <strong>marines</strong> <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong>1. Introduction : contexte mondial, européen <strong>et</strong> national2. Quid des énergies <strong>marines</strong> ?3. Un tour d’horizon Ressources / Technologies3.a Energie marémotrice3.b Energie <strong>hydrolienne</strong>3.c Energie <strong>houlomotrice</strong>4. Problématiques de développement technologique …<strong>et</strong> autres5. Le soutien public au développement de la filière est nécessaire6. Exemples de R&D au Labo. Saint-Venant <strong>et</strong> EDF R&D, illustréssur des proj<strong>et</strong>s du groupe EDF :- Démonstrateur de ferme <strong>hydrolienne</strong> en Br<strong>et</strong>agne (Paimpol-Bréhat)- Prototype houlomoteur sur l’Ile de La Réunion7. ConclusionÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103. Un tour d’horizon Ressources & Technologies3.a - L’énergie marémotrice3.b - L’énergie <strong>hydrolienne</strong>3.c - L’énergie <strong>houlomotrice</strong>Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3.a « Le moteur » : la maréeLa marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant(reflux ou jusant) des eaux des mers <strong>et</strong> des océans causé par l'eff<strong>et</strong>conjugué des forces de gravitation de la Lune <strong>et</strong> du Soleil.L’amplitude de la marée à un endroit précis est le résultat despositionnements relatifs du soleil <strong>et</strong> de la lune par rapport à la Terreainsi que des caractéristiques locales de la côte <strong>et</strong> des fonds sousmarinsIn fine l’énergie marémotrice estpuisée sur l’énergie cinétique derotation de la terreÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103.a Localisation de la ressource marémotriceWorldwide Potential(World Energy Council):160 GW – 380 TWh/yearÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3.a En France, l’usine marémotrice de La RanceÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103.a Depuis 1966, l’usine de la Rance Capacité installée : 240 MW (24 groupesbulbes identiques de 10MW) Production moyenne : 538 000 MWh / an 28 agents EDF; longueur : 750 m Réservoir : 184 Mm 3 (20 km vers l’amont) 75 000 visiteurs par anLes plus grandes marées de France :Marnage moyen de 8.2 m <strong>et</strong> maximum de 13.5 m10 m9 m8 m7m6m5m4m3mUsine de 24 groupes Digue Barrage mobile : 6 vannesEcluseSEABASINÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3. Un tour d’horizon Ressources & Technologies3.a - L’énergie marémotrice3.b - L’énergie <strong>hydrolienne</strong>3.c - L’énergie <strong>houlomotrice</strong>Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103.b Exploitation de l’énergie des courants de maréeAvantages:• Totalement prédictible;• Performance (masse vol. de l’eau bien plus élevée que l’air);• Impact visuel <strong>et</strong> sonore très limité (voire nul).Inconvénients :• Caractère intermittent de la marée (=> stockage ?);• Nombre limité de sites avec courants suffisamment forts(V>2 m/s typiquement);• Partage de l’accès à la mer avec les autres acteurs/secteurs• Installation <strong>et</strong> maintenance en merExample of tide coefficient time profile over one year period, and current speed time profile over one tidal cycleÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3.b Exploitation de l’énergie des courants de maréeEstimation de la puissance mécanique :P = ½ ρ C p S V 3Comparaison entre une <strong>hydrolienne</strong><strong>et</strong> une éolienne de même puissance (1 MW)ρ : masse volumique de l’eau (environ 1025 kg/m 3 )C p : coefficient de puissance hydrodynamique,limité à 59% (Loi de B<strong>et</strong>z)En pratique de l’ordre 30 à 35 %S : surface balayée par rotor (m 2 ) S = π D 2 /4V : vitesse moyenne du courant (m/s)A.N. D = 18 m, C p =0.35, V = 2.8 m/s => P = 1 MWEn pratique :P device = 0 si V < V minEnergie produite :E∆T= Pdevice⋅ ∆tP device = P si V min < V < V max E year = N∑E∆Tyear(∆t = 10-15 min)(pour N machines)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103.b La ressource <strong>hydrolienne</strong> en EuropePotentiel hydrolienau Royaume-Uni5 à 6 GW13 à 23 TWhEstimation du potentiel hydrolieneuropéen « théorique <strong>et</strong> réaliste »Hypothèse : facteur de charge ~ 31 à 58%(45% +/- 30%)d’après l’Université d’Oxford (2005) <strong>et</strong> Black&Veatch (2004-05)+ 80% potentielhydrolien européenPotentiel hydrolienen France~2 à 3 GW5 à 14 TWhPotentiel dureste de l’Europe(Norvège, Grèce)0,7 GW~ 3 TWhPotentielen Italie0,5 GW~ 2 TWhÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3.b la ressource <strong>hydrolienne</strong> en EuropeChamp de vitesses maximum dans laManche – modélisation TELEMACSitespotentiels :détroits,goul<strong>et</strong>s,caps …où lesvitesses decourantsontaccéléréesPotentiel hydrolienen France~2 à 3 GW5 à 14 TWhCarte : source EDF R&D - LNHEPotentiel : Source Ifremer –<strong>Energies</strong> RenouvelablesMarines - Etude prospective à l’horizon 2030Potentiel hydrolienau Royaume-Uni5 à 6 GW12 à 23 TWhSource Renewables atlasUK – mai 2008Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103.b Classification des technologies <strong>hydrolienne</strong>s1• Principe : utilisation de la vitesse des courantsdes marées pour faire tourner le rotor d’une turbineimmergée ou actionner un mécanisme2Axe horizontalAxe vertical• Trois catégories :1. turbines à flux axial (axe horizontal)2. turbines à flux transverse (axe vertical)3. autres (roues à aubes, profils oscillants,…)• Deux variantes :• canalisées ou non (eff<strong>et</strong> venturi)3AutresÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3.b Les technologies <strong>hydrolienne</strong>s: SEAGEN (1)SEAGEN (Marine Current Turbines)• Détroit de Strangford, Irlande du Nord• Installation : avril 2008• Puissance de 2x600 kW = 1.2 MW(atteinte début 2009)• Pieu fiché dans le fond• Vitesse courants > 3,5 m/s• Profondeur = 20-30 m• Diamètre turbine : 16 m• Diamètre pieu : 3,5 m• Raccordement au réseau• 1000 h de fonctionnementseront atteintes en 2010Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010Grue-Barge « Rambiz »pour installer SeaGen3.b Les technologies <strong>hydrolienne</strong>s: SEAGEN (2)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3.b Les technologies <strong>hydrolienne</strong>s : OpenHydro (1)• Prototype de 250 kW (diamètre 6 m) testé à l’EMECdepuis fin 2007 :• Montage sur 2 pieux pour essais/réglages.• Génératrice périphérique à aimant permanent.• Connecté au réseau en 2008• Essai de la procédure d’installation de la structuregravitaire à l’EMEC en 2008• Catamaran construit pour l’installation (base gravitaire)• Développement en cours d’un prototype (0.5-1.0 MW)• Turbine déployée au Canada (diamètre 10 m)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103.b Les technologies <strong>hydrolienne</strong>s : OpenHydro (2)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3.b Les technologies <strong>hydrolienne</strong>s : axe horizontalTidal Generation LTD :• 1 MW prototype under development• Installation of a scaled prototype (500kW)started at EMECHammerfest Strøm :• 300 kW prototype tested for 4 years inNorway• 1MW system under developmentSabella :• French technology• 10 kW prototype (scale 1:3, 3m diam<strong>et</strong>er)tested in Brittany• Final system : 200 kW, 10 m diam<strong>et</strong>erÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103.b Les technologies <strong>hydrolienne</strong>s : axe verticalHARVEST:• Developed by Grenoble INP• Scaled model (1:4) tested• Prototype (scale 1:2, diam<strong>et</strong>er 0.5 m) tobe tested in the Pont de Claix channelKobold turbine:• Floating turbine• 25kW prototype(scale 1:5)• Diam<strong>et</strong>er 6m, height 5 mÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3.b Les technologies pour faibles profondeursMORILDTurbines modulaires à axe transverse• Profils oscillantsNereusPulse Tidal (proto de 100kW)OCGenTurbineTurbinePM GeneratorBase de données de technologies <strong>hydrolienne</strong>s sur :http://www1.eere.energy.gov/windandhydro/hydrokin<strong>et</strong>ic (en Anglais)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103.b Les technologies <strong>hydrolienne</strong>s - Vue d’ensemblePrincipe de captage de l’énergie cinétiqueTurbineflux axial(axe H al )Turbinefluxtransverse(axe V al )Structure d’ensemble – liée à la profondeur d’eau27%FondationGravitaire59%Mono-PieuCatégorisation des technologies selon leconcept d’extractiondSource : adapté de Future Energy Solutions, 20069% 5% axialTurbines à fluxtransverseLibreVenturiSystèmesoscillantsCanaliséStructure Jack<strong>et</strong>LibreAmélioration du rendement : flux libre ou canaliséÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010Structure flottanteCanaliséImmergéEmergeantFlottantImmergéEmergeantFlottantAccessibilité (maintenance)
3. Un tour d’horizon Ressources & Technologies3.a - L’énergie marémotrice3.b - L’énergie <strong>hydrolienne</strong>3.c - L’énergie <strong>houlomotrice</strong>Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20103.c Ressource <strong>houlomotrice</strong> : Monde <strong>et</strong> EuropeRessource brute importante• Une des énergies renouvelables les plus denses (dérivée de l’énergieéolienne, condensé d’énergie solaire)• Au niveau mondial, ressource 2000-8000 TWh/an• Puissance moyenne côte Atlantique ~ 45 kW/m au large, 25 kW/mplus près des côtes (unité = kW / mètre linéaire de front de vague)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
3.c Technologies houmotrices : une classificationOffshoreCôte NearshoreSystèmes ancrés aufond (ou en mvt / àune structure ancréeau fond)Systèmesfixés/articulés au fond(ou en mvt / à unestructure fixée aufond)Systèmesfixés/articulés ouintégrés sur unouvrage côtier ouportuaireSystèmes spécifiquesconstruits à la côteSystèmes OWC(colonne d’eauoscillante)OceanLinx(Mighty Whale)OceanEnergySperbuoyWavegen (MutrikuMutriku,Ile Lewis)SakataEstuaire DouroPICO,Wavegen (Limp<strong>et</strong>Limp<strong>et</strong>,SeWave)Systèmes oscillantsTranslationRotationWavebob,Pelamis,OPT Powerbuoy,SEAREV,(Aquabuoy)PS FrogFO3Oyster,WaveStarWaveRoller,CETO,AWSBioWaveSeabasedECOFYSWav<strong>et</strong>reader(sur éolienne)(sur éolienne)SDE (Israel(Israel)Systèmes àfranchissementWave DragonSSGTAPCHAN (avecconcentrateurs)AutresAnacondaPolymèresélectro-actifs(SRI)Rotors de typeSavonius(au fond ou suréolienne)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010Systèmes à colonne d’eau oscillanteCaractéristiques :• Cavité ouverte au fond <strong>et</strong> communiquant avec l’extérieur• Les vagues font monter <strong>et</strong> descendre la colonne d’eau,qui compresse <strong>et</strong> décompresse l’air au-dessus.• L’air active une turbine bidirectionnelle (Wells)• Technologie onshore, nearshore ou offshore (flottante)Exemple : Wavegen (Voith-Siemens) <strong>et</strong> Oceanlinx• Oceanlinx : système flottant ;puissance de 100 kW à 1.5 MW ;deux prototypes installés en Australie (P totale 450 kW).• Wavegen : prototype onshore de 100 kW en fonction ;proj<strong>et</strong> de 4 MW en Écosse (approuvé début 2009).WavegenOceanlinxWavegenÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
Systèmes oscillants (rotation) flottants (1)Caractéristiques :• Perpendiculaire à la crête des vagues• Les mouvements le long de la machine sontexploités par un système de conversion• Technologie offshoreExemple : Pelamis• Conversion hydraulique• 4 segments, 3 jonctions• Longueur de 140 m• Diamètre de 3.5 m• Puissance de 750 kWÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010Systèmes oscillants (rotation) flottants (2)Pelamis : 1er parc de 3 machines :• Agucadoura, au Portugal (2008)• Puissance 3 x 750 kW = 2.25 MW• Proj<strong>et</strong> pour installer autres 25 machinespour une puissance totale de 21 MW• Surface nécessaire prévue < à 1 km 2SEAREV : Ecole Centrale Nantes• R&D depuis plusieurs années(Alain Clément <strong>et</strong> collab.)SEAREV• Mouvement relatif de 2 corps• Contrôle optimisé (latching)• Etudes <strong>et</strong> tests en laboratoireÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
Systèmes oscillants (rotation) immergés / au fondCaractéristiques :• La machine exploite la vitesse des particulesd’eau due aux vagues• Une paroi oscillante «suit» les vagues <strong>et</strong> convertitl’énergie cinétique• Technologie nearshore, pour faibles profondeurs,ou onshoreExemple : Oyster <strong>et</strong> Waveroller• Profondeur : 10-15 m• Eau sous pression pompée onshore turbine• Oyster : Unités de 300 kW jusqu’à 600 kWPrototype pré-commercial installé en fin 2009• Waveroller : Deux prototypes à l’échelle 1/3 testéUnité de 1 MW programmée pour 2010OysterWaverollerÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010Systèmes oscillants (translation) immergésCaractéristiques :• La machine exploite la variation des forces de pressiongénérées par les vagues• L’oscillation verticale est exploitée pour produire del’énergie• La machine est ancrée au sol• Technologie nearshore, pour faibles profondeurs (30-40 m)Exemples : AWS <strong>et</strong> CETO :• AWS : chambre d’air comprimée <strong>et</strong> décomprimée ;hauteur 32-37 m; puissance ~2 MW ;générateur linéaire ou conversion hydraulique ;premiers essais en 2004.• CETO : une bouée active une pompe qui comprime de l’eau ;une turbine est opérée onshore ;trois prototypes réduits testés ;Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
Systèmes oscillants (translation) flottantsCaractéristiques :• Structure flottante qui absorbe l’énergie des vaguesdans toutes les directions• L’énergie est générée par les mouvements du corps• Différents systèmes de conversion ont été proposés• Technologie nearshore ou offshoreExemple : OPT <strong>et</strong> WaveBobOPT• OPT : conversion hydraulique ;prototypes de 40kW installées <strong>et</strong> en fonctionprototype de 150kW en développement7 proj<strong>et</strong>s en cours aux USA <strong>et</strong> en EuropeWaveBob• WaveBob : multi-body concept ;conversion hydraulique ;prototype de 40 kW en fonction ;prototype à l’échelle 1/4 testé en Irlande.Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010WaveBobSystèmes à franchissementCaractéristiques :• Les vagues sont capturées dans un réservoir <strong>et</strong> l’eauaccumulée fait tourner une turbine à basse chute• Des collecteurs peuvent être utilisés pour concentrer<strong>et</strong> recueillir les vagues• Technologie onshore ou offshore (flottante)Exemple : Seawave Slot Cone Generator(SSG) <strong>et</strong> Wave Dragon (WD) :•SSG : construit sur la côte, peut intégrer une digue ;utilise une turbine multi-stage ;proj<strong>et</strong> pour installer un prototype de 150 kW.SSG• WD : système flottant avec collecteurs ;prototype 1/4.5 du modèle testé en mer intérieure ;prototype échelle 1 (7 MW) en 2010-2011 : surface couverte: 300 x 170 m ; 16 turbines Kaplan.Wave DragonÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
Quelques autres solutions (…parmi beaucoup !)TridentAnacondaOreconOWELBase de données de technologies <strong>houlomotrice</strong>s sur :http://www1.eere.energy.gov/windandhydro/hydrokin<strong>et</strong>ic Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010 (en Anglais)<strong>Energies</strong> <strong>marines</strong> <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong>1. Introduction : contexte mondial, européen <strong>et</strong> national2. Quid des énergies <strong>marines</strong> ?3. Un tour d’horizon Ressources / Technologies3.a Energie marémotrice3.b Energie <strong>hydrolienne</strong>3.c Energie <strong>houlomotrice</strong>4. Problématiques de développement technologique …<strong>et</strong> autres5. Le soutien public au développement de la filière est nécessaire6. Exemples de R&D au Labo. Saint-Venant <strong>et</strong> EDF R&D, illustréssur des proj<strong>et</strong>s du groupe EDF :- Démonstrateur de ferme <strong>hydrolienne</strong> en Br<strong>et</strong>agne (Paimpol-Bréhat)- Prototype houlomoteur sur l’Ile de La Réunion7. ConclusionÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
4. Les problématiques technologiques communesaux énergies <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong>Les verrous technologiques principaux : Haute fiabilité globale du système intégrant les contraintes del’environnement marin, tout en restant dans des coûts compatibles avec undéveloppement industriel Raccordement électrique en mer (connectique sous-marine) Ancrage / fondation (
4. Le développement des énergies <strong>marines</strong> n’est pasqu’un « simple » problème technologique…L’équation technico-économique / la mise en concurrenceavec les autres énergies renouvelablesLa maîtrise de l’impact environnemental / visuelL’intégration avec les autres usagers de la merLa maîtrise de l’accessibilité des unités ou parcsLa garantie de sécurité des hommes depuis la constructionjusqu’au démantèlementLe challenge du cadre juridiqueLa gestion d’une production d’énergie « subie » (marée,conditions océano-météo), irrégulière <strong>et</strong> très variable :=> intégration dans le réseau électrique <strong>et</strong> stockageÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010<strong>Energies</strong> <strong>marines</strong> <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong>1. Introduction : contexte mondial, européen <strong>et</strong> national2. Quid des énergies <strong>marines</strong> ?3. Un tour d’horizon Ressources / Technologies3.a Energie marémotrice3.b Energie <strong>hydrolienne</strong>3.c Energie <strong>houlomotrice</strong>4. Problématiques de développement technologique …<strong>et</strong> autres5. Le soutien public au développement de la filière est nécessaire6. Exemples de R&D au Labo. Saint-Venant <strong>et</strong> EDF R&D, illustréssur des proj<strong>et</strong>s du groupe EDF :- Démonstrateur de ferme <strong>hydrolienne</strong> en Br<strong>et</strong>agne (Paimpol-Bréhat)- Prototype houlomoteur sur l’Ile de La Réunion7. ConclusionÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
5. Le soutien public au développement de la filièreest nécessaire …tant au niveau européen que national :Nécessité d’un financement/soutien publicPhase de développement technologiqueSites d’essais en merPhase exploitation : tarif de rachat mis en place en 2007 = 150 €/ MWhNécessité d’un cadrage européen / étatiquePlanification énergétique (cibles à 2020 / 2030)« Zonage »Définition des règles <strong>et</strong> protocoles administratifsNécessité d’un soutien public / politiqueConcertation <strong>et</strong> dialogue avec les autres usagers de la mer(in)suffisant ?Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010Cartographie des acteurs en énergies <strong>marines</strong>Acteurs institutionnels : MEEDDM, ADEMEActeurs de la recherche :académiques : CNRS, ECN, INPG, ENS Cachan, ENSTA, ENSIETA, Universités,…institutionnels : IFREMER, CETMEF, Météo-France, …Acteurs économiques :Industriels : DCNS, Alstom, …Ingénieries offshore : Technip, Saipem, DORIS, …Développeurs de parcs : Nass&Wind, Enertrag, …Bureaux d'études : Creocean, In Vivo, Principia (AREVA), Sogreah, Acri,…Énergéticiens <strong>et</strong> Électriciens : EDF, AREVA, TOTAL, …Pôles de compétitivité : PMB, PM PACA, Tenerrdis, …Acteurs de la finance (<strong>et</strong> capital-risque) : …Assurance : …Acteurs de la société civile :Usagers : CNPMEM, plaisanciers, transport, …Associations : environnement, …ONG, …Coordinations/associations/réseaux :IPANEMAANCREÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
5. Le soutien public au développement de la filièreest nécessaire …Discours du Havre du président de la république (16 Juill<strong>et</strong> 2009) :« d’ici le début de l’année prochaine une planification stratégique aitdéfini les zones de déploiement, afin de sécuriser les proj<strong>et</strong>s <strong>et</strong> defaciliter le raccordement au réseau »« appuyer c<strong>et</strong>te stratégie d’équipement en énergies renouvelables,issue du Grenelle de l’environnement, sur une véritable politiqueindustrielle »« Voilà pourquoi je souhaite qu’une grande plate-forme technologiquesoit mise en place sur les énergies <strong>marines</strong>, avec pour chef de filel’IFREMER. Dans un lieu à déterminer, que j’imagine dans une régionlittorale, il s’agira de concentrer les moyens de recherche publics <strong>et</strong>privés, <strong>et</strong> de valoriser l’innovation au profit des entreprises françaises,les grandes comme les p<strong>et</strong>ites. J’attends que c<strong>et</strong>te plateform<strong>et</strong>echnologique unique, qui peut être la première sur le plan mondial, soitconstituée d’ici à la fin de c<strong>et</strong>te année. »Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20105. Le soutien public au développement de la filièreest nécessaire …Objectifs chiffrés de l’état françaisDéclarations du Plan <strong>Energies</strong> Bleues (Grenelle de la Mer) : juill<strong>et</strong> 2009cible 2020 d’installer 6 000 MW d’<strong>Energies</strong> Marines en France en développant unefilière industrielle française5 200 MW éolien off-shore, 600 MW hydrolien / houlomoteur, 200 MW ETMArrêté du 15 décembre 2009 relatif à la Programmation Pluriannuelle desInvestissements pour la production d’électricité (MEEDDAT)Pour les énergies éolienne <strong>et</strong> <strong>marines</strong>, en termes de puissance totale installée :11 500 MW au 31 décembre 2012, dont 10 500 à partir de l’énergie éolienne à terre <strong>et</strong>1 000 MW à partir de l’énergie éolienne en mer <strong>et</strong> des autres énergies <strong>marines</strong>25 000 MW au 31 décembre 2020, dont 19 000 à partir de l’énergie éolienne à terre <strong>et</strong>6 000 MW à partir de l’énergie éolienne en mer <strong>et</strong> des autres énergies <strong>marines</strong>Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
<strong>Energies</strong> <strong>marines</strong> <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong>1. Introduction : contexte mondial, européen <strong>et</strong> national2. Quid des énergies <strong>marines</strong> ?3. Un tour d’horizon Ressources / Technologies3.a Energie marémotrice3.b Energie <strong>hydrolienne</strong>3.c Energie <strong>houlomotrice</strong>4. Problématiques de développement technologique …<strong>et</strong> autres5. Le soutien public au développement de la filière est nécessaire6. Exemples de R&D au Labo. Saint-Venant <strong>et</strong> EDF R&D, illustréssur des proj<strong>et</strong>s du groupe EDF :- Démonstrateur de ferme <strong>hydrolienne</strong> en Br<strong>et</strong>agne (Paimpol-Bréhat)- Prototype houlomoteur sur l’Ile de La Réunion7. ConclusionÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20106. Exemples de R&D à EDF <strong>et</strong> Labo Saint-Venant(aspects hydrauliques <strong>et</strong> hydrodynamiques)I. Evaluation de la ressource brute des sites (sans machines):Simulations numériques + mesures en mer=> choix des sitesII. Etude locale <strong>et</strong> fine des interactions fluide/machine :Détermination des efforts <strong>et</strong> sollicitations=> designDéplacements <strong>et</strong> comportement dynamique => production, rendementIII. Estimation du productible pour une technologieValeurs moyennes, maximum, eff<strong>et</strong>s de la saisonalitéIV. Interactions entre plusieurs machinesEff<strong>et</strong>s d’obstruction ou de sillage=> optimisation de parcs de machinesV. Impacts hydro-sédimentaires de parcs à échelle régionaleVI. Accessibilité des unités (conditions hydro-météos)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
Proj<strong>et</strong> de démonstrateur hydrolien à Paimpol-BréhatSite de démonstration~15 kmChoix du site annoncé en Juill<strong>et</strong> 2008Proj<strong>et</strong> porté par EDF DPIHTechnologie choisie : OpenHydro (Oct. 2008)Cible 2 MW : 4 turbines (0.5 MW chacune)Mise en service : 2012, avec raccordement au réseau1ère machine installée à l’été 2011Etudes en cours (R&D, ingénierie,…)~20 m~20 mÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010I. Tidal site characterization: implementation of asimulation modelCode TELEMAC- 2D solving the non-linear shallow-water equations (Saint-Venantequations) in 2DH on unstructured grids (finite element or finite volume technique)∂h+∂ hu+ ∂ hv =0∂t∂x∂y∂u+u∂u+v∂u=−g∂η+F +1div(h∂t∂x∂y∂xh∂v+u∂v+ v∂v=−g∂η+F +1div(h∂t∂x∂y∂yhx ν ey ν eGradient ofAdvection hydrostatic Source terms,pressure frictionApplication to the area of Paipol-Brehat (French Brittany)Bathym<strong>et</strong>ry (SHOM: French Navy Hydrographic and Oceanographic Service + extrasurvey on the future site in 2008-2009)4 main tidal harmonic components (M2, S2, N2 and M4)grad(u))grad(v))DiffusionTurbulenceDispersionBoundary conditions: from EDF R&D – LNHE model (near Atlantic Ocean - EnglishChannel) + Thompson-type boundary conditionsCalibration: tidal sea level and velocity ; SHOM data + local ADCP measurements(3D velocities and water levels)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
≈ 14000 nodes and ≈ 27000 triangularelements (from 50 m to 1.6 km size)20 kmTELEMAC-2D simulation results: current velocityfield during a mean spring tidal cycle (coef. 95)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010Tidal site characterization: measures campaignsTwo measurement campaignsApril 2005: 2 weeks (1 spring tide and 1 neap tide)Spring (March to June) 2008: 3 months (4 spring tides and 6 neap tides)ZoomBathym<strong>et</strong>ry and location of the site + ADCP deploymentLocation of ADCP deploymentin the crustacean reserveÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
Tidal site characterization: calibration of the numericalmodelAsymm<strong>et</strong>ry of the flow (magnitude and direction)Maximum of velocity during floodBi-directional with two main directions (ebb/flood)Tidal rose for measureddepth-averaged velocity (2008)Simulated tidal roseduring one mean spring tide.Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010IV. Tidal turbine array performance evaluationPurpose : to d<strong>et</strong>ermine the arrangement of the turbine arrayto maximize the energy yieldtaking into account the wake effects to define the lateral and axialspacing b<strong>et</strong>ween the turbinesGrid and numerical model adaptation⇒ Implementation of a friction-like term in the shallow water equation⇒ Refined grid⇒ Numerical optimisationl ~ 2DL ~ 10D L ~ 20DVitessecourant(m/s)Theor<strong>et</strong>ical study: array of 32 turbinesin a channellLl ~ 4DVitesse du courant Importance of th<strong>et</strong>urbines spacing tomaximize the energyconvertedÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
IV. Tidal turbine array performance evaluationTidal farm annual energy yield evaluationSimulation of characteristic tidal cycles with and without wake effects⇒Production with MST(95), MNT(45), MT(70)⇒ Estimation of the losses due to the wake-effectWithoutturbinesAverage tideWith turbinesÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010I. Évaluation de la ressource <strong>houlomotrice</strong> (1)Code d’états de mer de 3ième gén. TOMAWACNMaillage non-structuré en espaceÉvolution de la densité d’action d'onde:Cinématique basée sur théorie linéaireForçage instationnaire (vent, courants, niveau marin)( BF) ∂( BF) ∂( BF) ∂( BF) ∂( BF)∂∂t( x,y,k ,k ,t) = B.F ( x,y,f , θ,t)x+ x&y∂x+ y&r∂y+ f&rCCgB=22 πσ∂fr+ θ&( , θ,t)= BQ x, y,fQ = Qin+ Qnl+ Qtr+ Qwc+ Qbf+ QbrW ind input Q uadrupl<strong>et</strong>s triads W hitecapping bottom friction Breaking123 1 44 2 4431 4 4 4 424 4 4 443G ENERATION TRANSFER D ISSIPATIO NRecherche sur les processus physiques <strong>et</strong> leur modélisation numérique(interactions non-linéaires : Gagnaire-Renou <strong>et</strong> al., JGR 2010, JFM sous presse)∂θrÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
I. Évaluation de la ressource <strong>houlomotrice</strong> (2)Base de données ANEMOC (EDF & CETMEF)• Base de données d’états de mer construite à partir desimulations numériques effectuées avec TOMAWAC• Simulations en continu sur 23 ans <strong>et</strong> 8 mois,du 01/01/1979 au 31/08/2002• Forçages issues de la ré-analyse météo ERA40 ducentre européen ECMWF (vents tous les 6 h <strong>et</strong> 0.5 deg)• Deux modèles emboîtés : océanique <strong>et</strong> côtier• Niveaux marins constant <strong>et</strong> pas de courant prisen compte dans c<strong>et</strong>te version• Validation par rapport à mesures in situ (bouées)• Sorties horaires (spectres + paramètres intégrés)Une partie des données est accessible sur :http://anemoc.c<strong>et</strong>mef.developpementdurable.gouv.fr/Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010I. Évaluation de la ressource <strong>houlomotrice</strong> (3)Évaluation de la ressource brute(flux d’énergie par unité de longueur de crête)Approché en grande profondeur d’eau par :Ressource brute : puissance moyenne annuelle le long des côtesfrançaises (modèles océanique <strong>et</strong> côtier)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
I. Proj<strong>et</strong> houlomoteur sur l’île de La Réunion (1)Proj<strong>et</strong> porté parBasé sur la technologie CETO.partenariat avec développeurs(Carnegie, Australie)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010I. Proj<strong>et</strong> houlomoteur sur l’île de La Réunion (2)Même méthodologie générale que ANEMOCDeux modèles emboîtés, simulations TOMAWAC, ré-analyse ERA-interim ECMWFComparaison hauteur Hmo entre mesures (bouée) <strong>et</strong> modèle (TOMAWAC) après calibration, sur tout 2001Hauteur significative Hmo moyenne <strong>et</strong> flux d’énergie moyenne calculée sur 20 ans (1989-2008)Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
II. Interactions fluide-structure locales (1)Modélisation hydro-mécanique du comportement d’un système houlomoteurimmergé soumis à l’action des vagues, pour des états de mer réels.(thèse en cours au Labo. Saint-Venant)o Approche potentielle (fluide parfait, écoulement irrotationnel)o Conditions de surface libre totalement non-linéaireso Vagues irrégulières (spectre de variance quelconque imposé)o Méthode d’éléments frontières d’ordre élevé (BIEM) pour l’hydrodynamiqueo Couplage hydro-mécanique non-linéaire : méthodologie implicite trèsprécise (Van Dalen, 1993) pour cas d’un corps en mouvement « libre »o Système REV représenté par ressorts + termes dissipatifsCas d’un mouvement orbital circulaire imposé (cas de validation) :Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010II. Interactions fluide-structure locales (2)Cas de 2 cylindres « libres » soumis à des vagues irrégulières :• Vagues irrégulières : H s= 0.10 m, T p= 1 s, spectre JONSWAP avec γ =3.3.• Cylindres identiques, R = 0.10 m, z c= -0.2 m séparés de 5 m• Paramètres ancrage/PTO : k = 292 N/m², d = 50 kg/m/s (par unité de longueur).Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
<strong>Energies</strong> <strong>marines</strong> <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong>1. Introduction : contexte mondial, européen <strong>et</strong> national2. Quid des énergies <strong>marines</strong> ?3. Un tour d’horizon Ressources / Technologies3.a Energie marémotrice3.b Energie <strong>hydrolienne</strong>3.c Energie <strong>houlomotrice</strong>4. Problématiques de développement technologique …<strong>et</strong> autres5. Le soutien public au développement de la filière est nécessaire6. Exemples de R&D au Labo. Saint-Venant <strong>et</strong> EDF R&D, illustréssur des proj<strong>et</strong>s du groupe EDF :- Démonstrateur de ferme <strong>hydrolienne</strong> en Br<strong>et</strong>agne (Paimpol-Bréhat)- Prototype houlomoteur sur l’Ile de La Réunion7. ConclusionÉnergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/20107. En guise de conclusion…Les énergies <strong>marines</strong> en FranceDu r<strong>et</strong>ard par rapport à beaucoup de pays européens (UK, Danemark,…), mais …Le contexte economico-politique évolue favorablement : Grenelle(s), recommandationsOPECST, AMI de l’Ademe, ANCRE, initiative IPANEMA, lancement d’une plateform<strong>et</strong>echnologique nationale…Des premiers ordres de grandeur sont disponibles (prospective Ifremer)Tous les types d’acteurs commencent à se mobiliserDes premiers proj<strong>et</strong>s de démonstration sont annoncés.La contribution du Groupe EDF à c<strong>et</strong>te dynamiqueAlimentation des comités/groupes du Grenelle de l’environnement <strong>et</strong> de la merContributeur à l’étude prospective Ifremer « <strong>Energies</strong> <strong>marines</strong> horizon 2030 »Membre fondateur <strong>et</strong> actif d’IPANEMACo-organisation avec IFREMER de la conférence internationale ICOE 2008Porteur du 1er proj<strong>et</strong> de parc démonstrateur hydrolien en FranceContributeur aux travaux d’ANCRE <strong>et</strong> de mise en place de la Plate-forme techno.Développement de programmes de R&D en anticipation des besoins <strong>et</strong> en support.Beaucoup de R&D scientifique <strong>et</strong> technologique devant nous !Énergies Marines <strong>hydrolienne</strong> <strong>et</strong> <strong>houlomotrice</strong> – Conférence <strong>Institut</strong> <strong>Coriolis</strong> - 24/09/2010
Change language