Energies renouvelables : Pourquoi le milieu marin est devenu un incroyable laboratoire technologique

Avec près de 20 000 km de côtes, le littoral français est l’un des plus longs au monde. Cette situation offre un potentiel de développement unique pour les énergies marines renouvelables (EMR), qui regroupent toutes les technologies permettant de produire de l’électricité à partir de ressources renouvelables en milieu marin.

Ces dernières, selon la ressource considérée, offrent une certaine complémentarité avec les énergies renouvelables « terrestres », du fait de l’importance des ressources disponibles, de leur bonne prévisibilité ou de l’espace disponible.

​Des technologies variées

​Des technologies variées

Plusieurs technologies, utilisant différents types de ressources, ont ainsi été développées pour capter l’énergie des océans : Voir l’article : Le parc éolien offshore de Port Saint-Louis du Rhône peut entrer en exploitation.

On peut également citer l’énergie thermique des océans (ETM), l’utilisation de la biomasse marine, l’énergie solaire liquide ou encore l’énergie osmotique.

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​L’exploitation des EMR aujourd’hui

​L’exploitation des EMR aujourd’hui

Cependant, la mer reste un milieu relativement exigeant et hostile (tempêtes, corrosion, colonisation de micro-organismes, pression de l’eau, etc.), et le développement technologique nécessaire à son exploitation est coûteux. Lire aussi : Trois ailes d’une éolienne du parc offshore d’Anholt au Danemark (dans le Kattegat) se sont séparées de la nacelle et sont tombées à l’eau. Ørsted,. L’extraction d’énergie de la mer n’était donc pas sérieusement envisagée avant la crise pétrolière des années 1970, et ne s’est véritablement développée que depuis les années 2000, en lien avec la transition énergétique.

Malgré leur potentiel, les EMR ne représentent aujourd’hui que 0,1 % du mix énergétique mondial. En Europe, cependant, les objectifs du « pacte vert » exigent une multiplication par un facteur 30 de la capacité de production actuelle des EMR d’ici 2050.

Pour arriver à ce résultat, le développement de l’extraction des EMR bénéficie des recherches menées dans d’autres domaines, comme l’éolien et l’hydraulique terrestre ou les énergies fossiles offshore. Cependant, il existe des différences majeures entre les différentes technologies EMR, tant en termes de maturité de développement et d’intérêt économique que d’enjeux sociaux et environnementaux.

S’il existe déjà un grand nombre d’éoliennes offshore, connectées au réseau et contribuant à la production d’électricité, les hydroliennes et les houlomoteurs ne sont pas encore tout à fait au stade de développement industriel, malgré un nombre croissant de prototypes fonctionnels.

En ce qui concerne les convertisseurs d’onde en particulier, il existe un grand nombre de systèmes basés sur différentes technologies, et aucun accord n’a encore été trouvé sur le choix du concept optimal.

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​Le développement des systèmes EMR

​Le développement des systèmes EMR

L’approche prédominante dans le développement des systèmes EMR est de concevoir un procédé avec une bonne efficacité de production, qui ne nécessite que peu d’opérations de maintenance (complexes et coûteuses en mer), et suffisamment robuste pour résister aux tempêtes les plus fortes. Lire aussi : Plestan : avec la déconstruction de l’éolienne, la route de Bel-Air au Quercy est fermée à la circulation.

La conception et les études dimensionnelles de ces systèmes s’appuient à la fois sur la modélisation numérique et sur une approche expérimentale, à tous les stades de développement technologique. Leur niveau de maturité technologique est caractérisé par un indicateur appelé TRL (pour Technology Readiness Level), basé sur l’évaluation des propriétés démontrées d’une technologie.

La démarche expérimentale est réalisée à différentes échelles en fonction du TRL. Des modèles réduits permettant de valider un concept en environnement contrôlé en laboratoire, comme une soufflerie ou un bassin d’essai (TRL 1 à 3), au travers de prototypes ou sous-éléments sous-échelles que l’on cherche à optimiser lors d’essais en mer en protégées (TRL 4 à 6) , jusqu’à l’échelle réelle d’un prototype industriel déployé sur un site d’essai marin instrumenté, pour confirmer l’efficacité et la fiabilité (TRL 7 à 9).

Ces différentes étapes de développement, et surtout d’expérimentation, nécessitent des moyens importants. Vous avez besoin de la capacité de reproduire avec précision des phénomènes naturels tels que le vent, les vagues ou les courants dans un environnement contrôlé ; mais aussi une capacité à réaliser des expérimentations prototypes en environnement réel, ce qui nécessite des infrastructures importantes et coûteuses et la mise en place d’opérations à haut risque.

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​Les infrastructures expérimentales

​Les infrastructures expérimentales

Dans leur démarche d’accompagnement de l’innovation, des instituts de recherche comme l’Ifremer, Nantes Centre et l’Université Gustave Eiffel exploitent des équipements scientifiques tels que des bassins à houle et/ou courant, des chambres hyperbares, une centrifugeuse géotechnique ou encore des sites d’essais en mer.

Ces infrastructures sont utilisées non seulement pour des études de recherche académique, pour le développement d’outils de mesures océanographiques, mais également pour tester des technologies innovantes, telles que des prototypes de systèmes EMR.

Regroupés au sein de l’infrastructure de recherche THeoREM, les trois instituts exploitent ces installations pour répondre aux besoins des aménageurs à chaque étape du projet : les cuves à houle et à courant permettent de tester les modèles réduits (TRL 1-4), la centrifugeuse, les caissons de vieillissement et de traction des bancs permettent de tester des composants (TRL 4-5), la plateforme d’essais Sainte Anne du Portzic est adaptée à la validation offshore de prototypes de moyenne échelle (TRL 5-6), tandis que le site d’essais SEM-REV permet de valider des démonstrateurs en conditions réelles taille, en fonctionnement (TRL 7 et au-delà) .

​L’exemple du développement d’une éolienne flottante

​L’exemple du développement d’une éolienne flottante

Ces dernières années, les équipes de l’Ifremer ont soutenu de nombreux projets d’EMR, comme ce concept d’éolienne flottante baptisé EOLINK.

A partir de 2016, les premiers essais en bassin ont été réalisés sur une maquette à l’échelle 1/50. En 2018 et 2019, un prototype a été testé sur le site d’essai de Sainte-Anne du Portzic. Les caractéristiques de la machine déployée représentent fidèlement, à l’échelle 1/10, les caractéristiques d’une éolienne de 12 MW. En 2020, un contrat a été signé pour un programme de déploiement d’une éolienne flottante Eolink dans la zone SEM-REV au large du Croisic.

L’éolienne sera remorquée sur le site en 2022 pour une phase de test de puissance. En augmentant progressivement la production, elle devrait atteindre la puissance nominale de 5 MW d’ici 2023.

Cette analyse a été rédigée par Christophe Maisondieu, chercheur en comportement des structures en mer, et Martin Träsch, ingénieur en gestion des expérimentations marines (tous deux à l’Institut français de recherche pour l’utilisation de la mer – Ifremer). L’article original a été publié sur le site Web Conversation.

Déclaration d’intérêt

Quelles sont les nouvelles énergies marines ?

● Christophe Maisondieu a reçu un financement de l’UE pour ses recherches.

Les énergies marines renouvelables regroupent toutes les technologies permettant de produire de l’électricité à partir des différentes forces ou ressources du milieu marin : la houle, les courants, la marée, le gradient de température entre l’eau chaude de surface et le froid profond.

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Quelles sont les énergies marines ?

Certificats verts.

Quel Eolienne pour une maison ?

énergie des vagues et de la houle ; l’énergie osmotique, qui exploite le phénomène d’osmose entre eau douce et eau salée, par exemple près des estuaires, là où ces deux eaux se mélangent ; la biomasse marine, qui utilise les algues et le phytoplancton dans la gazéification, la fermentation ou la combustion.

L’éolienne horizontale est la plus connue : elle donne de meilleurs rendements, mais c’est aussi la plus chère. L’éolienne verticale est moins chère. Il se fixe sur le toit de votre maison et a également l’avantage de fonctionner même par vent faible.

Quelle éolienne pour particulier ?

Comment dimensionner une petite éolienne pour une utilisation autonome ? La plupart des petites éoliennes sont installées pour fournir une part de l’énergie utilisée sur le site. Pour déterminer la taille correcte de l’éolienne, tenez compte de la consommation électrique mensuelle en kilowattheures (kWh) de la propriété ou de la ferme.

Quelle est la capacité de production d’une éolienne domestique ?

L’éolienne domestique horizontale est la plus installée en France car elle offre de meilleures performances. Il faut des terres sans arbres pour être aussi efficace que possible. L’éolienne verticale produit moins d’énergie qu’une éolienne horizontale.

Puis-je installer une éolienne chez moi ?

La puissance approximative d’une éolienne (en kW) peut être estimée à partir du diamètre (en m) avec la loi empirique : Puissance = 0,15 x diamètre ^ 2,15. L’éolienne domestique, dont la capacité de production est évidemment adaptée aux particuliers, produit entre 100 W et 20 kW.

C’est quoi une source d’énergie non renouvelable ?

Il est possible d’installer une éolienne directement sur votre maison. Cependant, des risques sont possibles pour la production électrique, les équipements et la structure de la maison. Une étude vibratoire et de résistance du bâtiment et une étude commerciale doivent être réalisées pour limiter ces risques.

L’énergie non renouvelable est générée par la combustion de combustibles fossiles tels que le gaz naturel, le mazout et le charbon. L’énergie nucléaire est également considérée comme une forme d’énergie non renouvelable.

Quelle la source d’énergie non renouvelable la plus utilisée ?

Qu’est-ce que l’énergie renouvelable et non renouvelable ? Une énergie est dite renouvelable lorsqu’elle provient de sources que la nature ne cesse de renouveler, par opposition à une énergie non renouvelable dont les stocks s’épuisent.

Quelles sont les 4 sources d’énergie non renouvelables ?

Combustibles fossiles La source d’énergie la plus utilisée est le pétrole. En 2016, elle représente 42 % de la consommation mondiale d’énergie, selon l’Agence internationale de l’énergie. Mais le gaz et le charbon ne seront pas dépassés, avec une part de consommation de 15 % et 12 % la même année.

Quelle est la source d’énergie musculaire ?

Le charbon, le gaz, le pétrole et le nucléaire sont des énergies non renouvelables, également appelées combustibles fossiles.

Les sources d’énergie C’est l’adénosine triphosphate (ATP) qui va fournir l’énergie chimique aux cellules musculaires et qui va être transformée en énergie mécanique (mouvement).

Quelles sont les 4 sources d’énergie non renouvelables ?

Qui a découvert l’énergie musculaire ? En 1866, le physiologiste Adolf Fick et son ami Johannes Wislicenus n’étaient pas convaincus par la théorie actuelle selon laquelle le muscle avait besoin de protéines pour fonctionner. Cependant, ils savent que leur consommation produit de l’azote dans les urines.

Le charbon, le gaz, le pétrole et le nucléaire sont des énergies non renouvelables, également appelées combustibles fossiles.

Quelles sont les sources d’énergie renouvelables et non renouvelables ?

Quelles sont les trois sources d’énergie non renouvelables les plus courantes ? Les combustibles fossiles proviennent principalement du charbon, du pétrole et du gaz naturel.

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