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