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RÉSUMÉ
Le principe des hydroliennes est économique, mais peu de sites naturels marins ou fluviaux présentent des conditions favorables à leur utilisation et notamment une vitesse de courant suffisante. Pour autant, il est possible de créer de grands bassins à marée adossés au littoral, dont la digue de clôture est ouverte localement sur la mer par de larges chenaux de 1 ou 2 km de longueur perpendiculaires à la digue. Ces chenaux sont équipés de 10 à 20 rangées d'hydroliennes opérant dans des conditions optimales, dont la vitesse du courant. La production électrique peut atteindre, à un coût compétitif, 10 % des besoins mondiaux et 20 % des besoins français. Ces aménagements, rentabilisés par la production électrique, permettent aussi une protection essentielle du littoral contre les niveaux extrêmes défavorables, les tempêtes ou les typhons. Une partie de la surface des bassins peut être utilisée pour un stockage d'énergie très important. Un nom spécifique, les « maréliennes », peut s'appliquer à cette utilisation spécifique.
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François LEMPÉRIÈRE : Président HydroCoop, Association internationale pour l'échange d'informations sur les barrages
INTRODUCTION
Domaine : Production et stockage d'énergie
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : hydroliennes, turbines, bassin marémoteur
Domaines d'application : énergie électrique renouvelable, stockage d'énergie électrique
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : Énergie
Centres de compétence : HYDROCOOP
Industriels : EDF – Alstom
Autres acteurs dans le monde :
Contact : http://www.hydrocoop.org, [email protected]
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Nouvelle solution : les maréliennes
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4. Utilisation actuelle des hydroliennes
Les éoliennes ont un grand succès car la vitesse du vent est suffisante sur de nombreux sites pour justifier des éoliennes compétitives de 1 à 5 MW à terre, de 2 à 10 MW en mer. Ce succès a encouragé une production d'énergie en mer avec des équipements similaires (hydroliennes) en utilisant les courants marins là où ils sont les plus importants, c'est-à-dire près des zones à fort marnage.
La puissance fournie par une hydrolienne est à peu près égale (en kW) à 0,2 sV 3, s (m2) étant la surface des turbines et V (m/s) la vitesse du courant. Le diamètre de turbine peut être de 10 à 20 m.
Pour 16 m de diamètre, la puissance (kW) est proche de 40 V 3. Avec 3 m/s, on produit donc 1 MW, avec 2 m/s 300 kW, avec 1 m/s 40 kW.
Même avec 3 m/s, une rangée d'hydroliennes ne prélève qu'une faible partie de l'énergie du courant, correspondant à une chute de l'ordre de 0,1 m. Et il existe assez peu de sites mondiaux importants où la vitesse du courant dépasse 3 m/s 1 000h/an et 2 m/s 2 000 h/an d'où la puissance unitaire voisine de 0,5 à 1 MW. Le coût d'installation, de raccordement électrique et d'entretien est généralement élevé dans ces zones et la production annuelle proche de 2 000 h de la puissance installée. La production est très faible une semaine sur deux.
Le potentiel serait comparable à celui des éoliennes terrestres avec des vents favorables uniquement sur des reliefs à plus de 3 000 m.
Les hydroliennes sur des sites naturels ont donc un potentiel théorique important mais le potentiel mondial utilisable à un coût acceptable n'est probablement que de l'ordre de 100 TWh/an.
Les hydroliennes sont donc un outil de fabrication économique dont les conditions naturelles d'utilisation sont très coûteuses. Elles pourraient être très rentables si elles pouvaient opérer la majeure partie du temps à une vitesse de 3 ou 4 m/s dans des conditions marines favorables. Il n'y a pas de tels sites naturels. Une solution consisterait à créer de grands sites favorables à l'emploi des hydroliennes.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GIBRAT (R.) - Scientific aspects of the use of tidal energy - (1975).
-
(2) - COTILLON (J.) - Sept années d'exploitation de l'usine de La Rance - (1974).
-
(3) - ANDRITZ - New bulb unit technologies for tidal powerplants - . Hydropower &Dams, avr. 2007.
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(4) - LEMPÉRIÈRE (F.) - An overview of tidal power potential and prospects. - Hydropower &Dams supplement (2009).
-
(5) - USACHEV (I.) - The orthogonal turbines (NIES – RusHydro). - Hydropower &Dams supplement (2009).
-
(6) - GEDEM. - Étude EDF (1975-1981).
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