mer-energies

est une turbine sous-marine qui utilise l'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un...) des courants marins, comme une éolienne (Une éolienne est un dispositif qui utilise la force motrice du vent. Cette force peut être utilisée mécaniquement (dans...) utilise l'énergie cinétique de l'air.

La turbine de l'hydrolienne permet la transformation de l'énergie hydraulique (L'énergie hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les champs d'investigation...) est l'énergie mise en jeu lors du déplacement ou de l'accumulation d'un fluide (Les fluides sont des milieux parfaitement déformables. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple...) incompressible...) en énergie mécanique (L'énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l'énergie d'un système emmagasinée...), qui est alors transformée en énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail :...) par un alternateur.

La puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) cinétique d'un fluide traversant un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et...) de section est :

en W, avec :

 : masse volumique (Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante...) du fluide (de l'eau (L’eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un...) en l'occurrence)

 : vitesse du fluide en m/s

La formule de Betz indique que, comme pour les éoliennes, seule une partie de l'énergie du fluide peut être transformée en énergie mécanique pour produire de l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par...). Cependant la masse volumique de l'eau d'environ 1000 kg/m³, beaucoup plus élevée que celle de l'air (environ 1,23 kg/m³ à 15 °C), permet d'espérer produire la même puissance qu'une éolienne interceptant une surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent...) beaucoup plus grande.

Avantages : En utilisant l'énergie marémotrice (L'énergie marémotrice est issue du mouvement de l'eau créé par les marées, causées par l'effet conjugué des forces de...), les hydroliennes exploitent une énergie inépuisable , non polluante,et prédictible (contrairement au vent avec les éoliennes), c'est à dire qu'elle est relativement constante.

Inconvénients : Il y a par contre des inconvénients pour l'entretien. Au niveau de l'accessibilité, certaines hydroliennes sont munies d'un pied qui dépasse de l'eau. Il peut aussi y avoir des perturbations d'importance mineure pour la sédimentation et les poissons.

Les impacts potentiels de ces capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable,...) sont encore mal connus, et préoccupent notamment les pêcheurs qui travaillent dans les zones d'intérêt ; selon certaines hypothèses, les turbines créeraient des zones de turbulence, empêchant les dépôts de sédiment et donc le développement de la flore, et créant ainsi à long terme une zone morte. Les courants seraient accélérés et les petits animaux auraient du mal à se déplacer sans fournir d'effort considérable. Les hydroliennes pourraient aussi précipiter dans leurs pales quelques animaux marins qui n'auraient pas su résister à l'aspiration créée par l'hydrolienne.

Selon d'autres hypothèses, le captage de l'énergie des courants ralentie la vitesse du fluide dans l'axe de la turbine ce qui provoque des courants de contournement que les poissons suivent (Ce phénomène de venturi (Venturi est un constructeur automobile français spécialisé dans la commercialisation de voitures sportives de luxe. La...) est naturel quand l'eau passe le long d'une roche : les poissons évitent les obstacles en suivant les lignes de plus fortes vitesses). D'autre part, la rotation des pales est limitée par la vitesse de cavitation (La cavitation décrit la naissance et l'oscillation radiale de bulles de gaz et de vapeur dans un liquide soumis à une...) en bout de pale (Une pale d'hélice (avion) ou de rotor (hélicoptère) est une surface portante en rotation autour d'un axe. C'est un...), elle doit est inférieure à 10 m/s. Ainsi les pales des grandes hydroliennes ne tourneront qu'au rythme de 15 tours par minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. ...) et leurs effets se limiteraient aux turbulences à la sortie de l'hydrolienne. Les sédiments ne se déposant pas autour de l'hydrolienne éviteront l'envasement que connaît l'usine marémotrice de la Rance, et faciliteraient l'entretien. De plus, une vitesse de rotation suffisamment faible ne perturberait pas les poissons.

Il faut aussi considérer que les sites préférentiels pour l'installation d'hydroliennes sont des sites de courants forts à très forts, où les conditions sont peu favorables au développement de la faune et de la flore. Les cartes marines montrent que ces zones sont exclusivement composées de roches ou de gravières de gros calibre. L'impact environnemental (L'impact environnemental est l'ensemble des modifications de l'environnement, qu'elles soient négatives ou positives,...) de l'énergie hydrolienne (Une hydrolienne est une turbine sous-marine qui utilise l'énergie cinétique des courants marins, comme une éolienne...) est actuellement étudié dans de nombreux projets de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de...) et développement en Europe (L’Europe est considérée comme un continent ou une partie de l’Eurasie (péninsule occidentale), voire de...) dans la Manche, la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et la mer Baltique.

Le potentiel européen de l'énergie hydrolienne est, selon plusieurs études menées il y a quelques années axées sur ce projet (Un projet est - dans un contexte professionnel - une aventure temporaire entreprise dans le but de créer un produit ou...) d'envergure (L'envergure est la distance entre les extrémités des ailes. Le terme est valable pour définir un oiseau, un chiroptère,...) mondiale, à environ 12,5 GW qui pourraient produire 48 TWh annuels, ce qui représente la capacité de trois centrales électriques récentes.

D'après EDF^[1], la France posséderait la deuxième ressource européenne, soit 20% du potentiel européen, correspondant à 10 TWh pour 3 GW « installables », répartis entre la Bretagne et le Cotentin.

Les courants marins pourraient être exploitables partout dans le monde ; les courants de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux des mers et des océans...) 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) des caractéristiques particulièrement favorables :

·                     intensité importante (dans certaines zones les courants de marée peuvent atteindre ou dépasser 10 nœuds, soit 5 m/s, alors que les courants généraux dépassent rarement 2 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, prédicibilité : les courants de marée sont parfaitement prévisibles, puisqu'ils ne dépendent que de la position relative des astres générateurs - Lune (On appelle lune tout satellite naturel d'une planète, mais la Lune, avec un L majuscule, désigne le seul satellite...) et Soleil ((pourcentage en masse)) - et de la topographie locale.

Plusieurs entreprises britanniques et une française se sont spécialisées dans le domaine ; les projets les plus avancés concernent à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux...) essentiellement la Grande-Bretagne. La compagnie londonienne TidalStream a mis au point (Graphie) en 2006-2007 un système d'hydrolienne adapté aux eaux profondes et aux courants marins rapides, pour la production d'électricité. Le Semi-Submersible Turbine comporte quatre turbines montées sur une bouée tubulaire placée verticalement et amarrée au fond de la mer par un bras pivotant. 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 de 20 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du...) pour une puissance maximale de 4 MW. Le coût de l'électricité pourrait atteindre 0,045 euro/kWh. Selon TidalStream, le système sera compétitif avec les éoliennes offshore (Offshore est un terme anglais désignant à l'origine les activités qui se déroulent au large des côtes. Il peut...) et onshore, et opérationnel en 2010.

La technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) des hydroliennes en est à un stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi,...) expérimental. Le développement de centrales hydroliennes repose sur des technologies éprouvées de l'hydraulique et ne nécessite a priori pas d'évolution importante.

Le coût élevé de l'investissement d'une centrale hydrolienne et le faible tarif de rachat de l'électricité produite peuvent pour l'instant faire reculer les investisseurs.

En 2007, EDF et le Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels construiront une véritable hydrolienne sur le canal du Pont de Claix (Isère). Si cet essai est concluant, d'autres hydroliennes seront construites en Rhône-Alpes : mais si le principe utilisé est le même, il ne s'agit pas d'énergie marine (On regroupe sous l'appellation d'énergie marine ou énergie des mers l'énergie renouvelable directement extraite du...), mais d'énergie hydroélectrique (L'énergie hydroélectrique, ou hydroélectricité, est une énergie électrique obtenue par conversion de l'énergie...) terrestre captée par un système non conventionnel.