ENVIRONNEMENT ET PROGRÈSLes

Hydroliennes

Léo Bellorget - Louis Delsinne – Florian Behague

LES HYDROLIENNES PERMETTENT ELLES UNE

PRODUCTION ÉLECTRIQUE À GRANDE

ÉCHELLE TOUT EN RESPECTANT

L’ENVIRONNEMENT ?

PROBLEMATIQUE

SOMMAIRE

Introduction

I. Qu’est ce qu’une hydrolienne ?

II. Les différents projets

III. Modalités d’implantation

IV. Les impacts environnementaux

V. Les avantages et inconvénients

VI. Comparaison avec d’autres énergies

Conclusion

Expérience

INTRODUCTION

De nos jours, l’enjeu écologique est un problème majeur : on réfléchit sans cesse à de nouvelles sources d’énergie non polluantes.

INTRODUCTION

Parmi les solutions envisagées,

l’hydrolienne pourrait être une solution pour remplacer le nucléaire et les énergies fossiles dans la production d’électricité.

I. QU’EST CE QU’UNE

HYDROLIENNE ?

QU’EST CE QU’UNE HYDROLIENNE ?

L’énergie hydrolienne est une énergie renouvelable, suivant le même principe que l’éolienne, mais implantée au fond de la mer.

L’hydrolienne Sabella, immergée à Paimpol-Bréhat, en Bretagne.

Composants de l’hydrolienne

La turbine tourne et produit l’énergie cinétique…

…que l’alternateur convertit en énergie électrique

L’ancre maintient l’hydrolienne

Le multiplicateur multiplie l’énergie produite

OBJECTIFS

Principe de fonctionnement

W = ½.ρ .U3

W : puissance en W/m²ρ : masse volumique de l'eau salée (1024 kg/m3)

U : vitesse de l’eau en m/s

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

Puissance motrice de l'eau en fonction de la vitesse du courant

vitesse du courant (en m/s)puis

sanc

e m

otric

e de

l'ea

u (e

n W

/m²)

Phel=½ .ρ.Cp.S.V3

Phel = puissance mécanique fournie (en W)Cp = coefficient de puissance (≈0,57)

ρ = masse volumique de l’eau salée = 1024 kg/m3

S = surface du disque éolien en m²V = vitesse du courant en m/s

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 100

5000

10000

15000

20000

25000

Puissance mécanique fournie en fonction de la vitesse du courant

vitesse du courant (en m/s)

Pu

iss

an

ce m

éca

niq

ue

fou

rnie

(e

n k

W)

II. LES DIFFÉRENTS PROJETS

DIFFÉRENTSTYPES

D’HYDROLIENNES

HYDROHÉLIX

C'est une société quimpéroise, Hydrohelix, qui est à l'origine de ce projet. Implantées à 30 m de profondeur, les hydroliennes Sabella, transformeraient l'énergie des courants en électricité qui serait acheminée, via des câbles, sur

le continent et connectée au réseau national

Géo-localisation de Paimpol-Bréhat

L’hydrolienne a pour objectif principal une production

massive d’énergie

7 tonnes3 mètres de diamètre750 000 €De 20 à 50 tr/min

Mise à l’eau de l’hydrolienne Sabella, 31 mars 2008

SEAGEN

SeaGen est un modèle d’hydrolienne qui fut lancé un peu après Sabella, mais en Irlande du Nord. Elle est considérée comme la plus grande

hydrolienne et utilise un principe de fonctionnement différent de Sabella

L’hydrolienne SeaGen, immérgée à Strangford Narrows en Irlande du Nord, Avril 2008

300 tonnes16 mètres de diamètre3,8 millions d’euros1,2 MW de puissance

AUTRES PROJETS

III. MODALITÉS D’IMPLANTATIO

N

Localisation de l’hydrolienne au

large

Il faut que l’électricité produite soit acheminée vers les côtes: les

hydroliennes étant loin des côtes , il faut donc trouver un moyen

d’acheminement

L’hydrolienne au fond de l’eau, et le bateau à la surface

Elle ne devra pas gêner la circulation marine; elle devra donc être suffisamment profond

(à 15 mètres minimum)

U = (U0 * ( z / p))^(1/7)z : distance au dessus du fond

p : distance entre le fond et la surface U0 : vitesse du courant en surface

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Variation de la vitesse du courant selon la profondeur

distance par rapport à la surface (en m)

Vite

ss

e d

u c

ou

ran

t (e

n m

/s)

LIEUX D’IMPLANTATION

Carte mondiale avec une comparaison courants chauds/froids

Carte représentant les vitesses de courant dans La Manche

IV. LES IMPACTS ENVIRONNEMENTA

UX

Le seul gros impact que pourrait avoir les hydroliennes sur l’environnement est le fait qu’elles pourraient perturber la faune locale

En effet, la rotation de ses pales pourrait attirer certains poissons « trop curieux » et les happerait, compte tenue

de la vitesse de rotation (mais ce risque reste faible)

Les hydroliennes poseraient également un problème de sédimentation, entraînant

l’empêchement du développement de la flore

Il n’y aurait malgré tout aucun problème concernant la navigation des bateaux

Il y aura d’autres problèmes (mineurs) posés, notamment la réduction de la vitesse de courant en aval des machines, ou encore la pêche devenue impossible à

niveau du parc hydrolien

V. LES AVANTAGES ET INCONVÉNIENT

S

AVANTAGES

Plus petit que l’éolienne pour une même puissance

Moins de variation dans les courants: une énergie produite 24/24

Utilisation du courant marin (énergie renouvelable)

Discrètes: inaudibles

Pas de pollution

Pas de pollution visuelle

Pas d’émission de déchets toxiques

INCONVÉNIENTS

Une légère perturbation de la faune et de la flore

Très coûteuses à l’installation

Erosion des pales très forte

VI. COMPARAISON AVEC D’AUTRES

ÉNERGIES

On modélisera la comparaison par 2 tableaux:

L’aspect de production

L’aspect économique

Puissance (en MW)

Hydrolienne Seagen 1,2

Hydrolienne Hydrohélix 0,2

réacteur nucléaire 1000

Éolienne classique 1

Centrale marémotrice de la Rance  260

Un mètre carré de panneau photovoltaïque

0,13

Centrale à charbon 250

Puissance des différents énergies renouvelables

L’aspect économique

Moyen de productionCoût de l'énergie

(en €/MWh)Cout d'installation

(en Millions d'euros)

nucléaire 30 1000

éolien 80 1,3

photovoltaïque 450 0,1

hydrolienne 60 16

Hydraulique (barrage) 20 1500

centrale thermique 40 700

Graphique: les différents prix des énergies

Le potentiel hydrolien

production (en TWh)

Pourcentage par rapport à la consommation électrique

annuelle française (486,4TWh)

parc hydrolien du Raz Blanchard 12,5 2,57%

parc hydrolien de la passe de Fromveur

8,33 1,71%

parc hydrolien de la chaussée de Sein

4,17 0,86%

trois parcs 25 5,14%

côtes bretonnes 33,33 6,85%

côtes françaises 50 10,28%

POTENTIEL MONDIAL

Il est de 400 TWh

Ca ne représente que 2,16% de la consommation mondiale

(=18000 TWh)

CONCLUSION

L’hydrolienne représente un potentiel important, mais qui

n’est pas encore suffisamment exploitée

CONCLUSION

Elle présente néanmoins un problème économique, concernant le coût de

l’installation et de l’entretien

CONCLUSION

L’hydrolienne n’est qu’un préambule au

développement futur de l’océan comme énergie

renouvelable

EXPÉRIENCE