Hydrolienne
Une hydrolienne est une turbine hydraulique (sous-marine ou à flot) qui utilise l'énergie cinétique des courants marins ou fluviaux, comme une éolienne utilise l'énergie cinétique du vent.
La turbine de l'hydrolienne permet la transformation de l'énergie cinétique de l'eau en mouvement en énergie mécanique qui peut alors être convertie en énergie électrique par un alternateur. Les machines peuvent prendre les formes les plus variées allant du gros générateur de plusieurs mégawatts immergé en profondeur dans des emplacements à très forts courants de marée au micro-générateur flottant équipant des petits courants de rivière.
Dans les années 2005-2010, la volonté de développer les énergies renouvelables met un coup de projecteur sur les énergies marines et sur l’énergie hydrolienne. La maturité technique du secteur s'affirme et les investissements financiers se mettent en place. Soutenues par des politiques institutionnelles volontaristes, des études techniques et environnementales sont réalisées. Dans le même temps, démonstrateurs et prototypes sont testés en France et à travers le monde pour valider concepts et machines. Dix ans plus tard, le constat est moins optimiste : contraintes techniques, réglementations environnementales et coûts d'exploitation élevés freinent le développement d'un secteur industriel encore fragile.
Principe
Puissance théorique
La puissance cinétique d'un fluide traversant une aire circulaire de surface <math>S</math> est :
- <math> P_{cin} = \frac{1}{2} . \rho . a . S . V^3 \, </math> en W
avec :
- <math> V_{hydrolienne} = a . V \quad~~ 0.5 \le a \le 1. \quad~~ V_{hydrolienne}~~</math> : Vitesse du fluide au niveau de l'hydrolienne
- <math>\rho</math> : masse volumique du fluide (eau douce Modèle:Unité, eau de mer Modèle:Unité)
- <math>V</math> : vitesse du fluide en m/s.
Puissance récupérable
L'énergie récupérable est inférieure à l'énergie cinétique du flux d'eau en amont de l'hydrolienne, puisque l'eau doit conserver une certaine vitesse résiduelle pour qu'il subsiste un écoulement. Un modèle élémentaire de fonctionnement des hélices, dû à Rankine et Froude, permet d'évaluer le ratio de la puissance cinétique récupérable pour une section perpendiculaire au fluide en mouvement. C'est la limite de Betz, égale à Modèle:Nobr. Cette limite peut être dépassée si le courant de fluide est forcé dans une veine de section variable (effet venturi) plutôt que de circuler librement autour de l'hélice.
La puissance maximale récupérable théorique d'une hydrolienne peut s'exprimer ainsi :
- <math> P_{max} = \frac{16}{27}.\frac{1}{2} . \rho . S . V^3 \ = 295 . S . V^3 \, </math>
- <math> et ~~ a = \frac{2}{3} \quad ~~ V_{hydrolienne} = a . V \, </math>
Où :
- <math>P</math> = puissance en watts (W) ;
- <math>S</math> = surface balayée par les pales en mètres carrés (m2) ;
- <math>V</math> = vitesse de la veine d'eau en mètres par seconde (m/s).
Pour le calcul de la puissance d'une hydrolienne tenant compte de l'énergie cinétique et potentielle, voir : calcul de la puissance d'une turbine type éolien ou hydrolienne.
Les hydroliennes tirent profit de la masse volumique de l'eau, Modèle:Nobr plus élevée que celle de l'air (environ Modèle:Unité à Modèle:Tmp). Malgré une vitesse de fluide moindre, la puissance récupérable par unité de surface d'hélice est donc beaucoup plus grande pour une hydrolienne que pour une éolienne. D'autre part, la puissance du courant varie avec le cube de la vitesse, ainsi, l'énergie produite par un courant de Modèle:Unité est huit fois plus forte que celle produite par un courant de Modèle:Unité<ref>Selon la formule
- P=1/2 r.m.v3</ref>. Les sites présentant les courants forts (> Modèle:Unité) sont donc particulièrement favorables, mais malheureusement assez rares (quelques dizaines de sites dans le monde).
Déformation de la veine d'eau
L'incompressibilité de l'eau impose que le flux traversant l'hydrolienne soit identique en amont et en aval. Ainsi le produit de la vitesse <math>V</math> par la section <math>S</math> est constant avant et après l'hélice. Au passage de l'hydrolienne, le fluide est ralenti et la veine s'élargit.
Historique
La récupération de l'énergie hydraulique sous sa forme gravitationnelle existe depuis longtemps. C'est le principe actionnant les machines ou les ouvrages tels que les moulins à eau, moulin à marée, les barrages hydrauliques ou les usines marémotrices. Par contre, la récupération de l’énergie cinétique des courants fluviaux ou marins reste rares avant le Modèle:S mini- siècleModèle:Vérification siècle.
Au début des années 2000, la nécessité de développer les énergies renouvelables met un coup de projecteur sur les énergies marines et en particulier sur l’énergie hydrolienne. À partir des années 2005-2010, la maturité technique du secteur permet le démarrage simultané d'études techniques et environnementales en France et à travers le monde. L’hydrolien bénéficie alors d'énormes efforts techniques et financiers, à l'instar du développement de l’éolien quelques années plus tôt. À cette époque, on prévoit un déploiement rapide de la filière industrielle, en particulier pour le gros hydrolien (machine de Modèle:Unité et plus).
Le développement de nouveaux matériaux (composites, béton composite, alliage métalliqueModèle:Etc.) conforte l'idée que des solutions techniques pertinentes et adaptées au milieu marin pourraient s'imposer. Les années 2010 voient la réalisation de démonstrateurs et de prototypes testés Modèle:Lang un peu partout en France et dans le monde. Ainsi, en 2010, Atlantis créé la première hydrolienne de grande taille<ref>L’Écosse a sa première hydrolienne géante, effetsdeterre.fr, 13 août 2010.</ref>, puis en 2015, Alstom installe en Écosse une hydrolienne de Modèle:Unité<ref>L’hydrolienne de Modèle:Unité d’Alstom installée en Écosse atteint Modèle:Unité de production électrique</ref>,<ref>L’Écosse fait pousser ses fermes hydroliennes, Libération, 9 septembre 2014.</ref>. En parallèle, démarre le mini-hydrolien plus adapté au fleuve et à la rivière, de maintenance plus aisée et donc de coûts d'investissements moindres.
En 2018, en France, le constat est amer : les réalisations industrielles restent rares et le secteur des énergies marines, en particulier l'hydrolien, peine à se développer<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Les difficultés techniques liées au milieu marin telles que la corrosion, les incrustations et la cherté des opérations de maintenance ou de réparation contribuent à un coût au mégawatt-heure prohibitif par rapport à d'autres énergies renouvelables. Les contraintes réglementaires particulièrement lourdes en France freinent le développement d'un secteur qui a déjà du mal à démarrer<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
En Modèle:Date-, Naval Energies annonce la fin de ses investissements dans l'hydrolien et concentrera désormais ses activités sur l'éolien flottant et l'énergie thermique des mers. Cette filiale de Modèle:Lang avait investi Modèle:Nobr d'euros dans l'hydrolien depuis 2008 et venait juste d'inaugurer le Modèle:Date- l'usine de Cherbourg-en-Cotentin dédiée à l'assemblage des turbines hydroliennes. Cette décision est justifiée par l'absence de perspectives commerciales et par un système de subventions qui n'apporte pas d'aides directes aux constructeurs pendant les phases de développement<ref>Naval Group met fin à ses investissements dans l'hydrolien, Les Échos, 27 juillet 2018.</ref>. Le choix de la Grande-Bretagne de ne pas subventionner l'hydrolien, ajouté à la sensibilité du Canada aux coûts de la technologie, a renforcé l'analyse d'un marché non rentable. Mise en liquidation judiciaire par un tribunal irlandais, OpenHydro ne devrait pas honorer les commandes de deux machines pour le Japon et le Canada<ref>La filière hydrolienne dans l'incertitude après le retrait de Modèle:Lang, Les Échos, 29 juillet 2018.</ref>.
Toutefois, le début des années 2020 voit une modification de la conjoncture. En 2021, Modèle:Lang installe en Écosse une plateforme hydrolienne de grande taille<ref>La plateforme hydrolienne géante d'Orbital a commencé à produire de l'électricité en Ecosse, L'Usine nouvelle, Modèle:Date-.</ref>,<ref>La plus puissante hydrolienne du monde est entrée en service, revolution-energetique.com.</ref>.
En 2022, le projet Flowatt est en cours de validation au Raz Blanchard, une ferme pilote d’hydroliennes qui sera la plus puissante au monde<ref>Modèle:Lien web.</ref>. HydroQuest et Qair doivent développer sur cette concession, cédée par EDF Renouvelables, une ferme pilote hydrolienne de Modèle:Unité<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Son entrée en service est planifiée pour 2025<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
La même année, Sabella et Nova Innovation envisagent de développer une ferme hydrolienne en Écosse<ref>Sabella associée à un projet de ferme hydrolienne en Écosse, Le Télégramme.</ref>, après avoir obtenu une concession similaire au Pays de Galles<ref>Sabella et Nova installeront une ferme hydrolienne en Écosse, Ouest-France.</ref>.
Technologie
Avantages
Les avantages des hydroliennes sont les suivants :
- le potentiel des courants marins est important ;
- les hydroliennes utilisent une énergie renouvelable, ne polluent pas et ne génèrent pas de déchets (dans leur phase d'exploitation tout au moins) ;
- du fait de la masse volumique importante de l'eau (Modèle:Nobr supérieure à celle de l'air), les hydroliennes, à puissance équivalente, sont beaucoup plus petites que les éoliennes. Elles ont un impact visuel limité et ne nécessitent pas d'ouvrages de génie civil complexes contrairement aux barrages hydrauliques ;
- les courants marins sont prévisibles (notamment en consultant les éphémérides), on peut donc estimer avec précision la production d'électricité à venir.
Inconvénients
Les inconvénients sont essentiellement :
- la prévention du développement des algues et organismes encroûtants sur l'hydrolienne requiert d'utiliser régulièrement un antifouling, produit toxique pour la faune et la flore marine. Réaliser l'opération sous l'eau est peu envisageable, à la fois pour des raisons techniques et environnementales, ce type d'opération étant interdit à l'extérieur d'une aire de carénage spécialement aménagée. Une opération de maintenance à intervalle régulier pour démonter ou extraire l'hydrolienne de l'eau et refaire son carénage est donc indispensable ;
- dans les eaux turbides, du fait de la présence de sable en suspension (dans les détroits, le pas de Calais ), l’érosion des pales d’hélice ou des pièces mobiles par le sable est très forte ce qui nécessite des opérations de maintenance sur les pales. Pour faciliter le remplacement, certaines hydroliennes ont une structure émergeant de l’eau, (qui peut être gênante pour la navigation) ou possède des systèmes à ballast permettant de faire plonger ou remonter les unités de production ;
- les hydroliennes créent des zones de turbulences, qui modifient la sédimentation et le courant, avec de possibles effets sur la flore et la faune juste en aval de leur position. Ces aspects sont analysés par les études d'impacts ;
- des poissons, mammifères marins ou des plongeurs pourraient heurter les hélices et être blessés plus ou moins gravement. Ces dernières peuvent néanmoins tourner très lentement (cela dépend de la résistance opposée par l'alternateur et donc du modèle d'hydrolienne). Toutefois, la première étude anglaise sur le sujet (Modèle:Langue) menée en 2009, par Modèle:Lang et déposée à la Modèle:Lang (États-Unis), a démontré clairement la sécurité du procédé. Selon ces résultats, seulement un poisson sur 402 a montré des signes de blessures peut-être plus attribuables à la mise en place du protocole qu’aux turbines elles-mêmes. Cette étude s'applique toutefois aux poissons et non aux gros mammifères marins.
Afin d'éviter ces inconvénients, certains ont proposé le principe d'hydrofoils oscillants. L'un des plus récents est le dispositif autostable à double pales Modèle:Lang de F. Guigan et J. Simeray<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} The new marine current power source, streamwings.com</ref>.
Impacts environnementaux
Concernant l'environnement<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Frid, Chris, Eider Andonegi, Jochen Depestele, Adrian Judd, Dominic Rihan, Stuart I. Rogers et Ellen Kenchington (2012), The environmental interactions of tidal and wave energy generation devices ; Environmental Impact Assessment Review, Modèle:N°, Modèle:P..</ref>, la caractérisation du sillage, des turbulences et d'autres impacts hydrodynamiques ou halieutiques, les retours d'expérience les plus proches concernent des barrages du type de celui de l'usine marémotrice de la Rance, difficilement comparables à ceux d'hydroliennes non intégrées dans un barrage. Les impacts électromagnétiques sont mal connus, et varieraient beaucoup selon la puissance des installations, et le type de câble utilisé (blindé ou non, enterré ou non, en courant continu ou alternatif...)<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Gill, Andrew B. (2005), Offshore renewable energy: ecological implications of generating electricity in the coastal zone ; Journal of Applied Ecology, Modèle:N°, Modèle:P..</ref>.
D'éventuels effets environnementaux directs ou indirects préoccupent notamment les pêcheurs qui travaillent dans les zones d'intérêt. Ces impacts (sonores durant le chantier<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Thomsen, Frank, Karin Lüdemann, Rudolf Kafemann et Werner Piper (2006), Effects of offshore wind farm noise on marine mammals and fish En ligne. 62 p.; consulté le 10 décembre 2012</ref>, hydrodynamiques<ref>Modèle:Pdf F Batifoulier, Y Kervella, R Laborbe, Jérôme Cuny, Matthieu Caillaud, Pascal Lazure, Florence Cayocca (2012), Impact hydrodynamique de la mise en place d'un parc d'hydroliennes en Baie du Mont Saint-Michel ; XIIèmes Journées Nationales Génie Côtier – Génie Civil ; Cherbourg-en-Cotentin, 12-14 juin 2012 DOI:10.5150/jngcgc.2012.088-B</ref> et hydroenvironnementaux<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Ahmadian R., Falconer R., Bockelmann-Evans B. (2012), Far-field modelling of the hydro-environmental impact of tidal sream turbines. Renewable Energy, vol. 38(1), Modèle:P.. doi:10.1016/j.renene.2011.07.005</ref> notamment) commencent à être étudiés ou simulés, à partir de modélisations<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} P. Mycek, G. Germain, G. Pinon, and E. Rivoalen (2011), Numerical and experimental study of interaction between two marine current turbines. In EWETEC, 2011.</ref>,<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} L.E. Myers and A.S. Bahaj (2010), Experimental analysis of the oweld around horizontal axis tidal turbines by use of scale mesh disk rotor simulators. Ocean Engineering, (37) :218-227</ref>,<ref> Y. Kervella & B. Gaurier (2011), Modélisation de l'impact d'une hydrolienne sur le courant avec influence d'un fond réaliste Modèle:Pdf, Ifremer, novembre 2011.</ref> ou de maquettes, mais sont encore mal connus ; les rotors créent des zones de turbulence et les structures créent des sillages<ref>Maganga Fabrice, Germain Gregory, Facq Jean-Valery, Gaurier Benoit, Rivoalen Elie, Pinon Grégory (2010), Caractérisation expérimentale du sillage généré par une hydrolienne; Influence du taux de turbulence ambiant Modèle:Pdf, Journées Génie Civil/Génie Côtier 2010, Sables d'Olonne, IFREMER (résumé Modèle:Pdf).</ref> qui selon certaines hypothèses<ref>la faune et la flore, sur energie.mer.pagesperso-orange.fr, consulté le 4 février 2014</ref>, pourraient perturber la sédimentation et le développement de la flore, en créant ainsi à long terme une zone morte, ou au contraire ces turbulences pourraient maintenir en suspension plus de nutriments et favoriser le plancton qui nourrit certains poissons<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Inger, Richard, Martin J. Attrill, Stuart Bearhop, Annette C. Broderick, W. James Grecian, David J. Hodgson, Cheryl Mills, Emma Sheehan, Stephen C. Votier. Matthew J. Witt1 et Brendan J. Godley (2009), Marine renewable energy: potential benefits to biodiversity ? An urgent call for research. Journal of Applied Ecology, Modèle:N°, Modèle:P..</ref>,<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Petersen, Jen Kjerulf et Torleif Malm (2006), Offshore windmill farms: threats to or possibilities for the marine environment, Ambio, Modèle:N°, Modèle:P..</ref>. Les parties fixes des hydroliennes Modèle:Référence nécessaire, favorisant la biodiversité sous-marine. Les hydroliennes Modèle:Référence nécessaire.
Les modélisations sont également nécessaires pour optimiser le positionnement de chaque hydrolienne dans une ferme, afin de profiter au mieux du courant<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Divett T., Vennel R., Stevens C. (2011), Optimisation of Multiple Turbine Arrays in a Channel with Tidally Reversing Flow by Numerical Modelling with Adaptive Mesh. In EWETEC Congress, Southampton.</ref>,<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Mycek P., Germain G., Pinon G., Rivoalen E. (2011), Numerical and experimental study of interaction between two marine current turbines. In EWETEC Congress, Southampton, 2011</ref>. Le captage de l'énergie des courants ralentit la vitesse du fluide dans l'axe de la turbine ce qui provoque une légère accélération des courants de contournement ; ce phénomène se rencontre quand l'eau passe le long d'une roche : les poissons évitent les obstacles en suivant les lignes de plus fortes vitesses ou utilisent les contre-courants des turbulences. D'autre part, le régime de rotation du rotor est limité par la vitesse en bout de pale à cause du phénomène de cavitation. Ainsi, les grandes hydroliennes ne tourneront qu'au rythme de Modèle:Unité par minute et leurs effets se limiteraient aux turbulences en aval de l'hydrolienne. Les sédiments ne se déposeraient pas autour de l'hydrolienne, ce qui éviterait l'envasement que connaissent les barrages (dont l'usine marémotrice de la Rance), et faciliterait l'entretien. De plus, une vitesse de rotation suffisamment faible ne perturberait pas les poissons.
Les sites d'intérêt pour les hydroliennes sont des zones de courants forts à très forts (plus de Modèle:Unité), où les conditions sont peu favorables au développement d'une faune et d'une grande flore sédentaire fixée. Les cartes marines montrent que ces zones sont exclusivement composées de roches ou gros graviers.
L'impact environnemental de l'énergie hydrolienne est actuellement étudié dans de nombreux projets de recherche et développement en Europe dans la Manche, la mer du Nord et la mer Baltique.
En France, le ministère de l'Écologie a mis à jour en 2012 un cadre méthodologique pour les Énergies marines renouvelables <ref name="DevDurableGouv2012">étude méthodologique des impacts environnementaux et socio-économiques : version 2012. En ligne. 358 p., sur developpement-durable.gouv.fr, Consulté le 20 décembre 2012.</ref> et des études d'impacts sont obligatoires, même pour les projets démonstrateurs<ref name="EDF 082010">Anonyme (2010), Rapport relatif à l'enquête publique sur le projet d'implantation d'un parc démonstrateur d'hydroliennes sur le site de Paimpol-Bréhat, En ligne. 107 p., Consulté le 10 décembre 2012</ref>.
Principes techniques
De nombreux concepts d'hydrolienne ont été expérimentés, mais aucun ne s'est vraiment imposé, chacun ayant ses avantages et ses inconvénients. Quelques-uns ont donné lieu à des démonstrateurs ou à des réalisations expérimentales mais peu sont rentrés dans un stade de production industrielle. L’EMEC recense plus de Modèle:Nobr techniques différents<ref name="DevDurableGouv2012"/> mais le Centre européen de l'énergie marine reconnaît six principaux types de convertisseurs d'énergie marémotrice. Ce sont des turbines à axe horizontal ou vertical, des hydrofoils oscillants, des venturis, des vis d'Archimède et des cerfs-volants.
- Turbine axiale à axe horizontal
- Ce type d'éolienne opère sous la mer. De nombreux prototypes ou réalisations sont en fonctionnement à travers le monde. Les turbines sont équipées d'un rotor unique à pales fixes. La puissance de ce type de turbine varie de quelques watts à plusieurs mégawatts. Elle comporte de deux à une dizaine de pales suivant la taille. Les effets de traînée en bout de pale limitent la vitesse de rotation de ces turbines. Suivant les modèles, la turbine peut être orientée ou non dans le sens de la renverse de marée. Dans le cas d'une turbine fixe tirant sa production de courants réversibles, le profil des pales est symétrique pour s'adapter au double sens du courant.
- Turbine à axe vertical
- Nommées par analogie avec les éoliennes, elles peuvent être disposées horizontalement ou verticalement, ces turbines ont un axe perpendiculaire au sens du courant. Inventés par Georges Darrieus en 1923 et brevetés en 1929. Initialement, c'est une éolienne à axe vertical nommée « éolienne Darrieus »<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Le scientifique soviétique M. Gorlov l'a perfectionnée dans les années 1970. Les pales sont constituées de foils au tracé hélicoïdal (profil incurvé en forme d'aile d'avion) au nombre de deux à quatre.
- Turbine venturi
- Le flux d'eau est guidé dans une gaine ou un conduit dont la section se rétrécit en entrée du générateur, ce qui produit une accélération du flux et une puissance disponible plus importante.
- Hydrolienne oscillante
- Un autre moyen de récupération de l'énergie se dispensant de turbine, bioinspiré et reposant sur le mouvement de membrane ou de foils oscillant dans le courant. Ce type de dispositif est constitué de plans mobiles actionnant et comprimant un fluide dans un système hydraulique. La pression engendrée est convertie en électricité.
- Hydrolienne à membranes ondulantes
- Un prototype de membrane ondulatoire immergée, alternative à la turbine, développé par Eel Energy<ref>Eel energy à Biomim'expo, Eeel energy (consulté le 4 mars 2019).</ref> (de Boulogne-sur-Mer) au sein du « 3Dexperience Lab » de Dassault en 2017 et l'Ifremer, d'abord en version marine (premier et alors unique système de ce type ayant une courbe de puissance certifiée par Bureau Veritas selon les normes européennes) puis en « version fluviale » (prototype présenté fin Modèle:Date-)<ref>L'hydrolienne Eel Energy remonte de la mer vers les rivières, Batiactu, 26 novembre 2018.</ref>,<ref>« L'avenir de l'hydrolien est-il dans les estuaires ? », Batiactu, le Modèle:Date-.</ref>. Un des intérêts de cette génératrice est qu'elle semble neutre vis-à-vis des poissons (pas de fragmentation écologique) et qu'elle ne nécessite pas d'infrastructure lourde.
- Turbine autoporteuse
- Des variantes telles que le « Cerf-volant hydrolien » utilisent le courant marin pour maintenir en « vol sous-marin » un grand cerf-volant fixé par un câble au fond<ref name="Noble2014Batiactu">Grégoire Noble, Cerf-volant hydrolien : du rêve à la réalité ; DIAPORAMA/VIDEO - Une société suédoise développe depuis 2007 une gamme d'hydroliennes d'un nouveau genre, Batiactu Modèle:Date-.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Cet engin soutient une turbine produisant de l'électricité. Le premier Modèle:Lang (Modèle:Unité de large) a été testé en Irlande (à Strangford Lough face à l'Ulster) par son concepteur (Minesto, une spin-off suédoise issue de Saab<ref name=Noble2014Batiactu/>.
- Mini et micro Hydrolienne
- La production d’électricité à partir du courant des rivières utilise des mini ou micro éoliennes, faiblement immergés, qui ont un impact réduit sur la faune aquatique et des budgets d'investissement limités<ref name="nouveau">Exemple de modèle flottant où la turbine n'est qu'à demi-immergée Modèle:Lien archive, sur hydro-gen.f.r</ref>. Ces hydroliennes produisent moins d'électricité que les turbines classiques, mais sont beaucoup plus légères et demandent largement moins d'investissement.
- Différents concepts de turbines
-
Axiale à axe horizontal.
-
Axiale flottante.
-
Hydrolienne à foils oscillants.
-
Autoporteuse.
-
Turbine venturi axiale (face et profil).
Prospective
Gisement
Les courants marins pourraient être exploitables partout dans le monde ; les courants de marée constituent toutefois pour l'instant le domaine préférentiel de ce type de technologie : les courants de marée présentent en effet, par rapport aux courants généraux (comme le Gulf Stream<ref>Il ne s'agit, avec cet exemple, que de préciser ce qu'on entend par courants généraux : dans la pratique le Gulf Stream présente un potentiel énergétique considérable au niveau du détroit de Floride.</ref>, des caractéristiques particulièrement favorables :
- intensité importante (dans certaines zones les courants de marée peuvent atteindre ou dépasser dix nœuds, soit Modèle:Unité, alors que les courants généraux dépassent rarement deux nœuds) ;
- proximité de la côte : les veines de courant intense apparaissent dans des zones de faibles profondeurs situées à proximité de la côte, ce qui en facilite l'exploitation ;
- direction stable : les courants de marée sont généralement alternatifs, ce qui simplifie le dispositif de captage ;
- enfin, prédictibilité : les courants de marée sont parfaitement prévisibles, puisqu'ils ne dépendent que de la position relative des astres générateurs - Lune et Soleil - et de la topographie locale.
Le potentiel mondial de l'hydrolien fluvial ou estuarien est estimé à Modèle:Unité, celui de l'hydrolien maritime entre Modèle:Unité<ref name="lemonde2018">Modèle:Lien web.</ref>. En termes d'énergie récupérable, l'Ifremer l'estime à Modèle:Unité pour les courants marins<ref name=Ifremer2012/>.
Selon une communication d'EDF de 2012, le potentiel européen hydrolien théorique exploitable serait de l'ordre de Modèle:Unité (Modèle:Unité selon l'Ifremer) pour une production pouvant aller de Modèle:Unité 15 à 35 selon l'Ifremer), ce qui représente la consommation de six à huit millions d’habitants. La Grande-Bretagne concentre 60 % de ce potentiel théorique et la France 20 %<ref name="EDFénermar"/>,<ref name=Ifremer2012/>.
Pour la France, le potentiel serait de Modèle:Unité pour Modèle:Unité « installables », répartis entre la Bretagne et le Cotentin<ref name="EDFénermar"/>. C'est d'ailleurs là qu'a été installé en Modèle:Date- un prototype d'hydrolienne, près de l'île de Bréhat. Dans les territoires d'outre-mer, certaines « passes » de lagon offrent également des situations intéressantes<ref name="EDFénermar">Modèle:PdfDossier EDF énergies marines, edf.com</ref>,<ref name=Ifremer2012/>.
Innovations techniques
Dans le monde, la recherche a rapidement progressé notamment dans les années 2000-2010<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Benbouzid M.E.H., et al. (2007), Marine tidal current electric power generation technology: State of the art and current status, Proceedings of IEEE IEMDC’07, Antalya (Turkey), vol.2, mai 2007, Modèle:P..</ref>,<ref>Ben Elghali S.E., et al. (2008), « Les systèmes de génération d’énergie électriques à partir des courants de marée », Revue 3EI, Modèle:N°, mars 2008, Modèle:P..</ref>, avec Modèle:Nombre disponibles en 2008 pour exploiter l'énergie des mers (contre 5 en 2003)<ref name=Ifremer2012>Modèle:Pdf M Paillard, IFREMER, ces énergies venues de la mer ; l'émergence d'une nouvelle filière industrielle, exposé donné aux "entretiens Jacques Quartier, Grenoble, ENSE 3, "Hydro 21", 20 et 21 novembre 2012</ref>,<ref>Paillard, M., D. Lacroix et V.Lamblin (2009), Énergies renouvelables marines : étude prospective à l’horizon 2030. Éditions Quae (Ouvrage collectif coordonné par IFREMER).</ref> et plusieurs tests en milieu artificiel<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Bahaj A.S., et al. (2007), Power and thrust measurements of marine current turbines under various hydrodynamic flow conditions in a cavitation tunnel and a towing tank, Renewable Energy, vol. 32, 2007, Modèle:P..</ref> ou in situ<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Fraenkel PL, Development and testing of Marine Current Turbine’s SeaGen Modèle:Unité tidal stream turbine, Proc. Modèle:3rd International Conference on Ocean Energy, October 2010, Bilbao</ref>,<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Bornens P, Daviau JF, Gaillard L, Guerrier A, Ruer J, The Sabella Tidal Turbine – Tests Results and Further Development, Proc. Modèle:3rd International Conference on Ocean Energy, October 2010, Bilbao</ref>.
L'innovation porte sur :
- les matériaux composites (à base de fibre de verreModèle:Etc.), disponibles et utilisés par la construction navale<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Davies, P, Lemoine L (1992), Nautical applications of composite materials., Modèle:3e IFREMER, Paris, France</ref> ;
- l'étude de la résistance des machines et des matériaux nouveaux quand ils sont sollicités de manière chronique ou cyclique dans l'eau de mer. Les études sont de plus en plus affinées, et tirent parti des retours d'expérience en matière de résistance à l'effort de ces composites également utilisés par l'éolien (pales)<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Mandell, J.F., Samborsky, D.D., Agastra, P., Composite Materials Fatigue Issues in Wind Turbine Blade Construction, SAMPE 2008, Long Beach, May 18-22, 2008</ref>,<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Mandell, J.F., Samborsky, D.D., Agastra, P., Sears, A.T, Wilson, T.J., Analysis of SNL/MSU/DOE Fatigue Database Trends for Wind Turbine Blade Materials, Contractor Report SAND2010-7052, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM (2010).</ref> ;
- les principes de production d'énergie et donc de design des engins<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Zanette J; Imbault D; Tourabi A (2010), A design methodology for cross flow water turbines. Renewable Energy, 2010. 35(5): Modèle:P..</ref> ;
- l'étude des effets du regroupement de plusieurs machines en fermes de production d'électricité<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Antheaume S, Maître T, Achard J-L, Hydraulic Darrieus turbines efficiency for free fluid flow conditions versus power farm conditions, Renewable Energy, Volume 33, Issue 10, October 2008, Pages 2186-2198</ref>
- les effets de l'exposition à des contraintes importantes dans l'eau de mer en condition immergée<ref>Pauchard V (2001) thèse : Étude des mécanismes de rupture des fibres dans les composites verre/epoxy sous sollicitation de fatigue longitudinale en milieu humide (Thèse de doctorat), École Centrale de Lyon</ref>,<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Boisseau A (2011), Thèse : Long term durability of composites for ocean energy conversion systems, Thèse de doctorat, Université de Franche Comté</ref>.
Recherche
En 2012, la recherche (européenne, britannique et française notamment) affine la connaissance en matière de ressource énergétique<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} J.S. Couch, Modèle:Et al., « Tidal current energy extraction: Hydrodynamic resource characteristics », Proc. IMechE, Part M: Journal of Engineering for the Maritime, vol. 220, Modèle:N°, 2006, Modèle:P..</ref>,<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} A.S. Bahaj Modèle:Et al., « Fundamentals applicable to the utilisation of marine current turbines for energy production », Renewable Energy, vol. 28, 2003, Modèle:P..</ref>, d'efficacité énergétique<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} L. Myers Modèle:Et al., « Power output performance characteristics of a horizontal axis marine current turbine », Renewable Energy, vol. 31, 2006, Modèle:P..</ref>, d'interaction vent-houle-courant, d'acceptabilité des projets, d'interactions avec l'environnement, avec les usages et métiers de la mer, avec les matériaux en suspension, ainsi que les simulations<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} L. Myers Modèle:Et al., « Simulated electrical power potential harnessed by marine current turbine arrays in the Alderney Race », Renewable Energy, vol. 30, 2005, Modèle:P..</ref>, modélisations numériques<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Ben Elghali et al., (2007), A simulation model for the evaluation of the electrical power potential harnessed by a marine current turbine, IEEE Journal on Oceanic Engineering, vol. 32, Modèle:N°, octobre 2007, Modèle:P..</ref> et physiques<ref>Par exemple : S. Benelghali, M. Benbouzid, Jean-Fréderic Charpentier, « Modélisation et commande d'une hydrolienne équipée d'une génératrice asynchrone double alimentation », European Journal of Electrical Engineering, 13, 2, 2010, p. 161-178 (sur hal.univ-brest.fr, consulté 19 février 2013).</ref>. La France dispose de l'expérience du barrage de la Rance et de bassins d'essais en boucle hydrodynamique (ex : veines de courant chez Ifremer à Boulogne ou à Brest avec un Bassin canal)<ref name=Ifremer2012/>.
Développement en France
Politique institutionnelle
Après le Grenelle Environnement (2007), il est demandé à RTE de définir et décrire les conditions de raccordement de ces installations offshore nouvelles au réseau électrique national. Un appel d'offres est envisagé puis préparé. Bien que la production soit stable et prévisible (contrairement aux éoliennes), Modèle:Référence nécessaire. Une consultation en ligne a également été ouverte pour identifier d'éventuelles autres solutions techniques et/ou financières à mettre en œuvre<ref name="ActuEnvHydr2013">Énergie hydrolienne : les conditions du raccordement au réseau dans son étude prospective sur l'accueil de la production hydrolienne, RTE pointe du doigt les contraintes techniques et les schémas financiers à définir, Actu-Environnement, 5 février 2013.</ref>.
Selon l'étude prospective de RTE commandée par le gouvernement en vue de la transition énergétique et du soutien à cette filière et publiée début 2013<ref name=RTEprospective2013>Modèle:Pdf RTE (2013), Accueil de la production hydrolienne (synthèse de 12 pages); consulté le 17 février 2013</ref>, la France a effectivement un potentiel élevé en matières d'installations hydroliennes avec notamment trois sites qui semblent particulièrement favorables<ref>« Énergie : la promesse hydrolienne », Le Monde, 25 février 2013</ref> : le raz Blanchard (entre le cap de la Hague et l'île anglo-normande d'Aurigny), le raz de Barfleur, au large de la pointe de Barfleur, dans le Nord-Est du Cotentin et le passage du Fromveur (entre les îles bretonnes d'Ouessant et de Molène). Mais selon RTE, à condition d'améliorer les techniques de pose et de protection des câbles électriques sous-marins et de renforcer la capacité du réseau terrestre, les zones de raccordement étant aujourd'hui rares (ex. : la Liaison Cotentin-Maine, dans le Cotentin peut accueillir, mais ailleurs Modèle:Citation dont la réalisation prend en général de trois à cinq ans), en raison de la topographie littorale, mais aussi Modèle:Citation<ref name=RTEprospective2013/>. Le raz Blanchard présente le Modèle:3e « courant de renverse » le plus fort au monde.
RTE signale aussi que ces zones de raccordement sont souvent situées dans des zones secteurs sensibles pour l’environnement<ref name=RTEprospective2013/>. Selon RTE, une difficulté est le manque de points de connexion au réseau. Ainsi, le littoral de la Pointe du Cotentin est presque partout classé en « espace remarquable » au sens de la loi littoral et le secteur du Fromveur qui voit se reproduire des mammifères marins protégés<ref name="RTEprospective2013" /> nécessiterait des travaux pour le câblage. Pour ces raisons, RTE suggère que l’État établisse un nouveau cadre juridique propre à faciliter la traversée de zones sensibles par des câbles « à coût économique et environnemental réduit pour la collectivité » (L'article 12ter du projet de loi Brottes<ref>Proposition de loi visant à préparer la transition vers un système énergétique sobre et portant diverses dispositions sur la tarification de l'eau et sur les éoliennes (Version adoptée le 17 janvier 2013 par l'Assemblée nationale, avant validation ou amendement par le Sénat) voir art 12ter, devenu Article 12quaterdans la version suivante, adoptée par l'Assemblée nationale le 17 janvier 2013</ref>, prévoyait<ref>Assemblée nationale Énergie : système énergétique sobre, tarification de l'eau et éoliennes, consulté 2013-01-19</ref> de possibles dérogations à la loi littorale pour les dispositifs souterrains de raccordement des énergies marines renouvelables).
En 2009, au vu des projets connus en 2008/2009, EDF estime que Modèle:Citation<ref name="Abonnel2009EDF32">Modèle:Pdf C. Abonnel (2009), Énergies renouvelables marines Étude de cas : l’hydrolien Le projet de parc pilote préindustriel de Paimpol-Bréhat Marché et volonté politique, EDF (Production Ingénierie Hydraulique) ; Coriolis / Polytechnique Modèle:P.)</ref>.
En 2012, le ministère de l'Écologie met à jour un cadre méthodologique pour les Énergies marines renouvelables <ref name="DevDurableGouv2012" /> et des études d'impacts sont obligatoires, même pour les projets démonstrateurs<ref name="EDF 082010" />.
En 2013, un rapport du CGEDD (Conseil Général de l’Environnement et du Développement Durable, Modèle:Date-) et le CGIET (Conseil général de l'économie, de l'industrie, de l'énergie et des technologies) estiment que la technologie semble mûre pour un développement industriel, avec un potentiel français de Modèle:Unité pour la phase pilote industriel.
En Modèle:Date-, Le Conseil national de l'industrie (CNI) propose au Premier ministre, Jean-Marc Ayrault, huit mesures de simplification procédurales quant aux autorisations d'installation et d'approbation sur les énergies renouvelables marines, à la suite du travail du Comité stratégique des filières éco-industries (Cosei)<ref name="BatiActu13">Simplifications demandées pour les énergies marines, brève Batiactu, 2013.</ref>.
Le Modèle:Date-, François Hollande lance officiellement à Cherbourg-en-Cotentin un appel à manifestation d'intérêts pour des fermes pilotes hydroliennes au Passage du Fromveur (à côté d'Ouessant), ainsi que pour le Raz Blanchard (Ouest Cotentin) ], il est publié par l'ADEME le Modèle:Date-. Les projets doivent être soumis pour le Modèle:Date-. La zone du Raz de Barfleur, initialement sélectionnée, n'est pas retenue afin de "laisser le temps de la concertation avec les pêcheurs". L'état garanti un prix de rachat (avec Modèle:Unité d'aide de l'État et un tarif d'achat de Modèle:Unité sur deux sites (passage du Fromveur et raz Blanchard)<ref>Essais concluants pour Arcouest, l'hydrolienne de DCNS Batiactu, 10/04/2014</ref>,<ref>Hydrolien : top départ pour quatre fermes pilotes, sur le site entreprises Ouest-France, consulté le 01/10/2013</ref>.
Les consortiums GDF Suez - Alstom d’une part et EDF - DCNS d’autre part, remportent l’appel à projets pour construire les fermes pilotes d'hydroliennes au large du Cotentin. Huit projets avaient été remis à l'ADEME. Le projet représente un investissement estimé à une centaine de millions d'euros<ref>Hydrolien : les fermes pilotes ont leurs papas, Libération, 7 décembre 2014.</ref> En Modèle:Date- , Engie a décidé annonce son abandon du projet Nepthyd des quatre hydroliennes du raz Blanchard, à la suite de la décision de son fournisseur General Electric de suspendre le développement par Alstom de la turbine Oceade.
En 2016, deux projets-pilotes sont soumis à enquête publique (durant un mois) correspondant à une douzaine de turbines (Modèle:Unité) prévues à Modèle:Unité de fond pour 2020. Le projet "Normandie Hydro" d'EDF et du chantier naval DCNS comprend sept turbines de Modèle:Unité et Modèle:Unité de diamètre à implanter à Modèle:Unité de Goury (Manche) sur Modèle:Unité à partir de 2017. Le projet Nepthyd d'Engie-Alstom comprend quatre turbines Oceade (Modèle:Nombre de diamètre et Modèle:Unité) à répartir sur Modèle:Unité dès 2018<ref>Lancement des enquêtes publiques pour les fermes hydroliennes normandes, Bati-Actu, Modèle:Date-.</ref>.
En 2017-2018, avec l'aide du PIA une ferme de Modèle:Nobr fluviales HydroQuest devait être testée par la Compagnie nationale du Rhône (CNR) sur le Rhône à Génissiat (Ain) pour une puissance installée de Modèle:Unité ; ce projet était une première mondiale par sa dimension et sa complexité<ref name=RB2017/>. Des groupes de trois hydroliennes à double axe vertical, à flux transverse, associées à un système d'accélération de l'eau devaient être installés sur deux kilomètres de fleuve<ref name=RB2017>P. Rey-Brahmi, Bientôt 39 hydroliennes dans le Rhône, Environnement Magazine, 09/02/2017.</ref>. Le Modèle:Date-, après deux ans d’études techniques et de modélisation, HydroQuest, les Constructions mécaniques de Normandie et la CNR annoncent l’abandon du projet, les contraintes de sites induisant Modèle:Citation<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
Mi-2018, le gouvernement envisage toujours des appels d'offres commerciaux et de soutenir la recherche et développement (dont via des coopérations internationales, et a avec l'Ademe commandé une étude complémentaire sur les coûts de production des hydroliennes<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
Réalisations
2008 - Sabella D03 à Bénodet
La société Sabella a immergé la première hydrolienne sous-marine française à Bénodet, dans l’estuaire de l’Odet, en Modèle:Date-. Appelée « Sabella D03 », cette hydrolienne à fonction de démonstrateur et d’un diamètre de trois mètres pour une puissance maximale annoncée de Modèle:Unité (ce qui supposerait une vitesse d'écoulement d'eau de Modèle:Unité dans la turbine, soit un courant de près de cinq nœuds, selon les formules indiquées plus haut), a fonctionné pendant près d’un an, démontrant sa fiabilité et sa robustesse adaptée à l'environnement marin. Une caméra sous-marine installée a permis de démontrer l'innocuité de l'hydrolienne vis-à-vis de l'ichtyofaune<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Une prochaine étape sera l’installation d’une ferme pilote de plusieurs hydroliennes permettant de couvrir une majeure partie des consommations électriques de l’île d’Ouessant, avant une exploitation commerciale avec plusieurs centaines de machines<ref>Modèle:Lien archive.</ref>. Un accord a été signé entre SABELLA et une filiale de GDF Suez en Modèle:Date- pour l’exploitation des courants du Fromveur<ref>Devancé par EDF, GDF Suez affiche ses ambitions dans l'énergie hydrolienne, sur le site leparisien.fr du 20 juin 2012.</ref>.
2015 - Sabella 10 à Ouessant
La première hydrolienne connectée à un réseau électrique français « Sabella 10 » conçue par Sabella, PME Quimpéroise, est entrée en service en Modèle:Date-<ref name="JD">Modèle:Article.</ref> et arrêtée en Modèle:Date- pour maintenance. Sa remise en roue est prévue pour la fin de l'hiver 2018<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Elle aura produit Modèle:Unité Installée dans le passage du Fromveur dans l'ouest de la Bretagne. Reliée au réseau électrique d’Ouessant, elle permet de réduire la consommation de fioul de l’île qui n'est pas raccordée au réseau métropolitain continental d'électricité<ref>Sabella, le petit poucet français de la filière hydrolienne, sur le site romandie.com.</ref>. Hydrolienne axiale, d'une puissance maximale annoncée de Modèle:Unité et d’un diamètre de Modèle:Unité, elle a été posée par Modèle:Unité de fond, en Modèle:Date-, le câble de connexion l'ayant été un mois plus tôt<ref name ="JD"/>. La puissance annoncée suppose un courant de marée hypothétique de Modèle:Unité selon les relations indiquées plus haut entre puissance, diamètre des pales et vitesse d'écoulement de l'eau de mer. Cette puissance limite est purement théorique, puisque les courants les plus violents du Fromveur ne dépassent pas Modèle:Unité, surtout à Modèle:Unité de profondeur<ref>Instructions Nautiques, Passage du Fromveur, Editions du SHOM, Volume C2.2</ref>. L'énergie annoncée comme produite en dix mois (Modèle:Unité de Modèle:Date- à Modèle:Date-) indique plutôt une valeur moyenne inférieure à Modèle:Unité, qui correspond à un courant de marée moyen de Modèle:Unité, plus proche de la réalité observable dans le secteur. Sabella, L'entreprise productrice est labellisée en 2005 par le pôle de compétitivité « Pôle Mer Bretagne »<ref>Sabelle : domestiquer la puissance des marées, sur le site pole-mer-bretagne.com.</ref> et soutenue par la Région Bretagne<ref>La Bretagne parie sur les énergies marines, sur energiezoom.com.</ref>, le Conseil général du Finistère et l’ADEME, cette dernière ayant financée en partie « Sabella 10 » dans le cadre des Investissements d’Avenir.
2008-2016 - Expérimentation EDF-DCN à Bréhat
En 2008, EDF initie un projet ayant pour but de tester quatre hydroliennes devant Paimpol, au large de Ploubazlanec et de l'île de Bréhat (Côtes-d'Armor). La technologie choisie est celle développée par la société irlandaise OpenHydro (rachetée par DCNS en Modèle:Date-). La machine de Modèle:Unité de haut, Modèle:Unité a une puissance de Modèle:Unité. Pour son expérimentation, l'hydrolienne doit être placée pour quelques mois à Modèle:Unité de profondeur afin de tester en conditions réelles ses performances et vérifier sa bonne tenue aux conditions marines. Le projet permet aussi de tester un convertisseur sous-marin<ref name="Abonnel2009EDF">C. Abonnel, Énergies renouvelables marines Étude de cas : l’hydrolien Le projet de parc pilote préindustriel de Paimpol-Bréhat Marché et volonté politique Modèle:Pdf, EDF (Production Ingénierie Hydraulique) ; Coriolis / Polytechnique, 2009, voir Modèle:P.)</ref>.
Le premier prototype, baptisé « Arcouest<ref>EDF, Riche de présentation (en une page).</ref> », assemblé à Brest, en Bretagne, par les équipes de DCNS, est immergé le Modèle:Date-<ref>Enerzine, « Paimpol-Bréhat livre ses Modèle:1er résultats ; réalisée et assemblée par le groupe DCNS et la société irlandaise OpenHydro, l'hydrolienne prototype du futur parc hydrolien d'EDF, a regagné Brest le 20 janvier 2011 après une immersion de trois mois » et autres informations sur le même site</ref> pour une durée de trois mois. Le projet prend du retard en 2012, à la suite de la panne de moteur de treuil de sa barge de transport et le prototype « Arcouest » reste six mois à Modèle:Unité en rade de Brest. L'hydrolienne est ramenée à quai pour être examinée et réinstallée devant Paimpol-Bréhat. Le projet, à cette époque , prévoit une mise en route de trois turbines supplémentaires en 2015 au lieu de fin 2013<ref>Batiactu & AFP (2012), L'hydrolienne d’EDF bloquée en rade de Brest (12/10/2012), consulté 2012-04-02</ref>. Les quatre turbines d'une puissance unitaire de Modèle:Unité devant pouvoir alimenter Modèle:Nombre en électricité<ref>Bretagne : EdF immerge son hydrolienne, territorial.fr, Modèle:Date-].</ref>. La campagne d'essais au large de Bréhat ayant été jugée concluante en termes de rendement et de fonctionnement, des modèles de série sont planifiés pour entrer en service en 2015-2016 au Canada et en France<ref>Batiactu, Essais concluants pour Arcouest, l'hydrolienne de DCNS (10/04/2014)</ref> et Openhydro estime pouvoir construire Modèle:Nombre par an dans son usine de Cherbourg-en-Cotentin. En Modèle:Date-, EDF a positionné à Modèle:Unité sous la mer, au large de l'archipel de Bréhat, une première hydrolienne d'un poids de Modèle:Unité pour Modèle:Unité de diamètre, fixée sur un socle de Modèle:Unité pour résister aux courants marins ; une seconde hydrolienne de la même taille la rejoint quelques semaines plus tard ; ces deux machines pourront produire Modèle:Unité d'électricité<ref>La Bretagne accueille la première ferme hydrolienne au monde, Les Échos, 16 février 2016.</ref>.
DCNS, en 2016, reprend l'expérimentation au large de Paimpol et Bréhat (Côtes-d'Armor) mais les turbines sont remontées en raison d'un problème technique : les fixations utilisées ne correspondaient pas aux spécifications et n'ont pas supporté la corrosion. DCNS se retourne contre son fournisseur, mais EDF ne prévoit pas de les remettre à l'eau avant la fin de l'été 2017.
En Modèle:Date-, EDF et Naval Énergies annoncent finalement l'abandon de l'expérimentation devant Paimpol-Bréhat car ils préfèrent concentrer leurs efforts sur des essais au Canada, en baie de Fundy, mais gardent pour objectif la ferme-pilote du Raz Blanchard<ref>Hydroliennes : Clap de fin à Bréhat !, Le Télégramme, 7 novembre 2017.</ref>. Le projet initialement prévu à Modèle:Nobr d'euros pour cinq éoliennes a finalement coûté Modèle:Nobr d'euros en partie subventionné par la région Bretagne<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
Avril 2018 - Poseide 66 dans le golfe du Morbihan
En avril 2018, l'entreprise brestoise Guinard Energies a déployé sur un ancien moulin à marée dans le golfe du Morbihan, la première hydrolienne de sa gamme Poseide 66. Il s'agit là d'une expérimentation destinée à étudier l'impact environnemental de cette turbine sur la faune pélagique. Les études sont réalisées par le parc naturel régional du Golfe du Morbihan avec l'Agence française de la biodiversité.
Septembre 2018 - Installation hybride hydrolien à Madagascar
En Modèle:Date-, Guinard Energies a installé au village d'Ambatoloana, à Madagascar, une unité de production hybride composée d'une hydrolienne Poseide 66 (3,5 kW), 4 kWc de modules photovoltaïques et d'une unité de stockage par batteries. Ce système est destiné à l'alimentation en off-grid d'un village d'une centaine d'habitants (40 habitations). Financé par l'Ademe à la suite d'un appel d'offres pour des projets d’électrification rurale, ce projet est également porté par l'ONG Gret et la société Malgache SM3E<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
Décembre 2018 - Parc d’hydroliennes dans le lit du Rhône à Caluire-et-Cuire
À la suite d'un appel à projets lancé en 2015 par Voies navigables de France, un parc de quatre hydroliennes est installé dans le lit du Rhône en amont du pont Raymond-Poincaré, sur la commune de Caluire-et-Cuire (banlieue nord de Lyon) et inauguré le Modèle:Date-<ref>Modèle:Article.</ref>. C’est le premier parc d’hydroliennes fluviales au monde<ref Name="VNF">Modèle:Lien web.</ref>. Les hydroliennes conçues par la société HydroQuest de Meylan ont été fabriquées par les Constructions mécaniques de Normandie et assemblées sur le port Édouard-Herriot. L’exploitation du parc est assurée par Hydrowatt, filiale lyonnaise du groupe UNITe. Les quatre hydroliennes, disposées environ tous les cent mètres, permettent au total la production de Modèle:Unité (Modèle:Unité) alimentant l’équivalent de Modèle:Nobr hors chauffage<ref Name="VNF"/>.
De nombreux débris flottants provoquent fréquemment des arrêts et relevés des turbines qui fonctionnent tout de même<ref>Modèle:Lien web.</ref> jusqu'en Modèle:Date-, les hydroliennes sont alors retirées provisoirement<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
2019 - Projet Guinard Energies P154 à Etel
L'entreprise Guinard Energies a immergé fin Modèle:Date- une hydrolienne de technologie P154 (Modèle:Unité) dans la Ria d'Etel dans le Morbihan ; large de Modèle:Unité et déjà testée en Modèle:Date- en rade de Brest, la résistance de la tuyère et la conversion électrique a été testée pendant cinq mois. Il s'agit du début de montée en puissance de la gamme des hydroliennes MegaWattBlue développées par la société<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
2019 - HQ-OCEAN à Paimpol-Bréhat
En Modèle:Date-, l'hydrolienne construite par CMN et conçue par Hydroquest est immergée à Modèle:Unité de profondeur sur le site d'essais de Paimpol-Bréhat. C'est un démonstrateur de Modèle:Unité qui a été raccordée au réseau en Modèle:Date-. L'achèvement des tests est prévu mi-2021<ref>Modèle:Lien web</ref>,<ref>Modèle:Article</ref>.
2019 - Hydrolienne fluviale P66 en Guyane Française
L'entreprise Guinard Energies a installé en Modèle:Date- une hydrolienne de technologie P66 (Modèle:Unité) sur le site scientifique de la station des Nouragues en Guyane Française. Couplée à une installation photovoltaïque et à du stockage par batteries, cette unité alimente 100 % des besoins en énergie de la station du CNRS située en pleine forêt Amazonienne. Ce projet a été financé par des fonds Européens FEDER<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
2021 - Projet Sabella 12 à Ouessant
Un autre projet de ferme pilote est annoncé par les pouvoirs publics dans le passage du Fromveur. Deux hydroliennes de Modèle:Unité de diamètre doivent être installées d'ici 2021 et fournir aux Modèle:Nobr de l'île de Ouessant entre 35 et 40 % de leur électricitéModèle:Refsou. Le projet est abandonné en 2023<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
2023 - Hydrolienne fluviale dans le Rhône
Le 5 juillet 2023, une hydrolienne fluviale « imitant les ondulations des poissons » a été mise à l'eau dans le Rhône, à proximité de Lyon<ref>Modèle:Lien web</ref>,<ref>Modèle:Lien web</ref>.
Autres projets
Modèle:Section à actualiser Le projet dit HARVEST (« Hydrolienne à Axe de Rotation Vertical STabilisé ») est issu d'un regroupement de plusieurs laboratoires : 3S-R de l'université Joseph-Fourier (UJF), G2ELab et LEGI (de Grenoble Institut national polytechnique (G-INP)) et LAMCOS (de l'INSA de Lyon). Il vise à développer un nouveau concept d'hydrolienne pour la récupération de l'énergie des courants marins et fluviaux. Fin 2008, il entre dans une deuxième phase, consistant à implanter à Pont-de-Claix (Isère) une première tour dans un canal EDF où les turbines seront alors à l’échelle Modèle:Frac. L’ultime étape consistera à mettre en commun plusieurs tours pour former un parc, dans l’objectif de tester une telle « ferme fluviale » en 2010. En 2014, la startup grenobloise HydroQuest<ref>Site internet d'Hydroquest.</ref>, jusqu'alors spécialisée dans les hydroliennes fluviales installées à Grenoble, à Orléans et en Guyane, a annoncé un partenariat avec les Constructions mécaniques de Normandie (CMN) et l'ambition de devenir leader français de l'hydrolien, avec l'intention de produire de grandes hydroliennes modulables à axes verticaux dites Modèle:Citation<ref>Annonce faite lors de la Convention Thetis EMR (Convention internationale des Énergies Marines Renouvelables) ; selon Roux B, HydroQuest veut implanter 10 hydroliennes marines en Basse-Normandie, brève, Cleantech Republic, 22.04.2014.</ref>. En Modèle:Date-, HydroQuest met sur le marché deux hydroliennes fluviales de 40 et Modèle:Unité, après deux ans de tests en Guyane et depuis fin 2014 à Orléans. HydroQuest évalue le marché mondial potentiel à plus de Modèle:Unité, soit quelque Modèle:Euro. L'entreprise table sur la vente de 300 à Modèle:Nobr par an d'ici 2020. HydroQuest revendique un coût du mégawattheure compris entre 50 et Modèle:Euro, selon les conditions rencontrées sur le fleuve<ref>Hydroliennes - HydroQuest commercialise ses turbines fluviales, La lettre des énergies renouvelables, 27/05/2015.</ref>.
Une autre technologie développée par la PME Hydro-gen qui commercialise des hydroliennes de Modèle:Unité, est produite et testée en Bretagne<ref>Hydroliennes flottantes pour mer, estuaires, fleuves ou rivières., sur Hydro-Gen.fr</ref>. Cette hydrolienne a pour caractéristiques d'être flottante et d'utiliser une turbine amovible, coulissante ou basculante, afin de faciliter entretien, nettoyage et réparation. C'est la première hydrolienne à avoir produit du courant électrique en France (en 2006)<ref name=nouveau/>.
Un projet développé par la société Guinard Énergies, intitulé MegaWattBlue, a démarré en 2008. La conception de la tuyère permet d'accélérer la vitesse du courant de 30 à 40 % et ainsi doubler l'énergie récupérée par l'hydrolienne. Guinard Énergies a pour objectif de développer des hydroliennes de toutes tailles. Des hydroliennes marines et de rivière de 3,5 à Modèle:Unité associées à un système hybride de régulation et de conversion d'énergie pour les sites isolés ainsi que des hydroliennes de taille plus importante allant jusqu'à Modèle:Unité pour seulement Modèle:Unité de diamètre et Modèle:Unité de courant. Une hydrolienne de Modèle:Unité de diamètre destinée à être testée en Ria d'Etel dans le Morbihan (56) est en construction. L'installation est prévue pour l'année 2018<ref>Les hydroliennes augmentent leur rendement, sur defense.gouv.fr, juin 2012</ref>,<ref>« Une hydrolienne en test dans la Ria d'Étel », Ouest-France, juin 2012.</ref>.
Le Modèle:Date-, dans le port de Cherbourg, la turbine sous-marine Voith Hydro (Modèle:Unité de long, Modèle:Unité) a été brièvement plongée dans l'eau puis remontée afin de tester le dispositif de manutention de sa barge qui sera conduite au Modèle:Lien en Écosse afin de la tester en mer<ref name="BatiActu13" />.
L'entreprise EcoCinetic, cise à La Rochelle, commercialise une picohydrolienne destinée aux cours d'eau ; inspirée du rotor de Savonius, la turbine affiche un rendement proche des 30 % et est destinée à produire de l'électricité au fil de l'eau pour des vitesses de courant allant de Modèle:Unité ; selon la vitesse du cours d'eau, le prix de revient du mégawattheure produit se situe entre Modèle:Euro<ref name="29juillet2014-www.energies-renouvelables.org" />.
Naval Énergies, branche énergie de Naval Group (ex-DCNS), construit sur le port de Cherbourg-en-Cotentin la première usine d'assemblage et de maintenance d'hydroliennes, d'une capacité de Modèle:Nobr par an ; son entrée en service est prévue au premier trimestre 2018 ; elle permettra d'alimenter le projet de ferme pilote au raz Blanchard, en partenariat avec EDF Énergies Nouvelles, avec l'installation de sept turbines. Prévu initialement pour 2018, le raccordement au réseau électrique est désormais attendu en 2020<ref>Naval Énergies lance la filière de l'hydrolien, Les Échos, 25 juillet 2017.</ref>. Le Modèle:Date-, Naval Energies annonce la fin de ses investissements dans l'hydrolien. L'usine inaugurée jeudi Modèle:Date- ferme un mois plus tard<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
Développements dans le monde
Plusieurs entreprises britanniques et françaises se sont spécialisées dans le domaine, mais la technologie hydrolienne est encore proche du stade expérimental : des coûts d'investissements élevés pour un tarif d'achat de l'électricité assez faible peuvent pour l'instant faire reculer les investisseurs.
Les projets les plus avancés concernent à ce jour essentiellement la Grande-Bretagne, le Raz Blanchard et le Passage du Fromveur en France<ref>Rapport de la mission d'étude sur les énergies marines renouvelables Modèle:Pdf, developpement-durable.gouv.fr, mars 2013.</ref>.
Royaume-Uni
La compagnie londonienne TidalStream a mis au point en 2006-2007 un système d'hydroliennes d'une capacité de Modèle:Unité adapté aux eaux profondes et aux courants marins rapides, pour la production d'électricité. La « turbine semi-submersible » (SST) nommée « Triton » comporte quatre turbines montées sur une bouée tubulaire placée verticalement et amarrée au fond de la mer par un bras pivotant<ref>Enerzine, TidalStream : des turbines sous-marines en eau profonde, consulté le 19 février 2013</ref>. Ce bras sert à l'installation et la maintenance des turbines et supprime les travaux sous-marins coûteux et dangereux. Le prototype testé à Pentland Firth comporte quatre turbines aux rotors de Modèle:Unité<ref>Tidal Stream, Background, consulté 2013-02-19</ref> de diamètre pour une puissance maximale de Modèle:Unité. Les futures turbines auront un diamètre de Modèle:Unité et pourront être déposées jusqu'à Modèle:Unité de fond<ref name=TS2013>Tidal Stream Halving the cost of tidal energy, consulté 19 février 2013</ref>. Les rotors tourneront lentement (Modèle:Unité, à comparer à Modèle:Unité pour une éolienne) <ref name=TS2013a>Tidal Stream, Environment, consulté le 19 février 2013</ref>. Le coût de l'électricité pourrait atteindre Modèle:Unité. Selon TidalStream, le système sera compétitif avec les éoliennes offshore et onshore, et aurait pu être opérationnel dès 2010.
En Modèle:Date-, a été inaugurée en Écosse la plus grande hydrolienne du monde (Modèle:Unité de hauteur, un rotor de Modèle:Unité de diamètre). Conçue par Atlantis Resources Corporation, ce modèle AK1000 pèse Modèle:Unité et devrait produire Modèle:Unité<ref>Une hydrolienne de 5 étages bat un record, sur le site technologies-propres.blogspot.com</ref>.
La première ferme hydrolienne de taille commerciale a été installée dans un bras de mer traversé par de forts courants entre la pointe nord-est de l’Écosse et la petite île de Stroma, par l’entreprise Meygen, filiale du développeur australien Atlantis, lui-même détenu à 42 % par la banque Morgan Stanley. Meygen a dans un premier temps installé, par Modèle:Unité de fond, quatre hydroliennes de Modèle:Unité de puissance chacune pour une trentaine de mètres de hauteur. Les fondations ont été construites en 2015 pour permettre d'installer en 2016 et 2017 les quatre hydroliennes, l’une construite par la maison-mère Atlantis et trois autres par le norvégien Andritz Hydro Hammerfest. La première fondation a été installée en septembre 2016<ref>L’hydrolienne Meygen chausse sa fondation, energiesdelamer.eu, 22 septembre 2016.</ref> et les quatre hydroliennes ont été mises en service et raccordées au réseau électrique en 2017<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Meygen ambitionne de déployer ensuite Modèle:Nobr pour une puissance totale de Modèle:Unité d’ici dix ans. Elle table sur un facteur de charge d'environ 40 %, nettement meilleur que celui des éoliennes. La première phase du financement a été bouclée : Modèle:Unité de livres (Modèle:Unité) levés sous toutes les formes - titres, dettes, subventions. Le gouvernement britannique a apporté son soutien au projet en fixant un prix de rachat de Modèle:Unité (Modèle:Unité) par mégawatt-heure, au moins jusqu’en 2019, soit deux fois plus que pour l’éolien en mer. La filière hydrolienne espère pouvoir rivaliser d’ici dix ans avec les coûts actuels de l’éolien offshore, grâce à l'industrialisation de la fabrication et de la pose des hydroliennes<ref>L’Écosse fait pousser ses fermes hydroliennes, Libération, 9 novembre 2014.</ref>.
Les Allemands Siemens et Voith Hydro ont abandonné la technologie hydrolienne ; seuls l'Autrichien Andritz et le Singapourien Atlantis Resources (basé en Écosse) sont encore actifs, notamment sur le projet MeyGen en Écosse<ref>Les projets hydroliens peinent à démarrer dans l'Hexagone, Les Échos, 9 janvier 2016.</ref>.
Québec
Un projet d’Hydro-Québec a démarré durant l'été de 2010 concernant la mise en place d’une hydrolienne à axe horizontal, conçue et construite au Québec et d'une capacité de Modèle:Unité, qui était immergée dans le fleuve Saint-Laurent près du Vieux-Port de Montréal. Elle pouvait produire l'équivalent de la consommation de Modèle:Nobr<ref>Deux hydroliennes seront installées dans le fleuve Saint-Laurent, sur le site cyberpresse.ca</ref>. La société chargée de ce projet a fait faillite en juillet 2014<ref>Modèle:Lien web</ref>.
Une jeune entreprise, Idénergie, propose une hydrolienne portable destinée à alimenter une ou plusieurs résidences à partir d'une rivière. Pour rendre leur concept accessible à tous, ils ont développé un système d'entraînement sans arbre entre la turbine et le générateur. Ce concept limite grandement l'entretien nécessaire au bon fonctionnement. La machine a aussi l'avantage de fonctionner dans un courant d'eau peu profond et de dégager des rendements intéressants même à basse vitesse. Elles pourront être connectées en parallèle pour permettre la création de petits parcs.
Norvège
Un projet de parc d'hydroliennes baptisé Hammerfest Strøm est en développement<ref>Hammerfest Strøm : feu vert pour un parc hydrolien de Modèle:Unité, sur energiesdelamer.eu, du 23 mars 2011 (consulté le 14 juillet 2016).</ref>.
Congo
La société EcoCinetic basé à la Rochelle a développé à Moulenda (Congo) un projet de micro-éolienne capable d'alimenter un village. La société espère faire de cette réalisation un démonstrateur pour le développement durable de micro-ressources électriques en Afrique équatoriale<ref>Modèle:Lien web.</ref>.
Sociétés spécialisées dans l'hydrolien
Annexes
Articles connexes
Liens externes
- Les énergies marines utilisées par EDF
- Rapport de la mission d'étude sur les énergies marines renouvelables (mars 2013) Modèle:Pdf
- {{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Welcome to MCT, sur le site marineturbines.com
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