Les hydroliennes sont des turbines sous-marines conçues pour convertir l’énergie cinétique des courants marins et des marées en électricité. Voici les principes techniques fondamentaux des hydroliennes :
Conception des Pales : Les pales de l’hydrolienne sont conçues pour capturer l’énergie cinétique de l’eau en mouvement. Elles sont généralement similaires aux pales d’une éolienne mais sont adaptées à un environnement sous-marin.
Orientation des Pales : Les pales des hydroliennes peuvent être fixes ou réglables pour optimiser leur orientation par rapport au flux d’eau. Certains modèles ont des pales qui peuvent être ajustées pour maximiser l’efficacité de la conversion d’énergie.
Mécanismes de Rotation : Les hydroliennes peuvent avoir différents mécanismes de rotation pour transformer le mouvement linéaire de l’eau en rotation des pales. Certains utilisent un axe horizontal tandis que d’autres utilisent un axe vertical.
Générateur Électrique : La rotation des pales entraîne un générateur électrique qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique. Les générateurs utilisés peuvent être de différents types, tels que des générateurs synchrones, asynchrones ou à aimants permanents.
Systèmes de Transmission : Certains modèles d’hydroliennes utilisent des systèmes de transmission pour ajuster la vitesse de rotation des pales et optimiser l’efficacité de la conversion d’énergie.
Flotteurs et Structures Sous-Marines : Les hydroliennes sont souvent fixées à des structures sous-marines, y compris des flotteurs ou des fondations ancrées au fond marin. Ces structures permettent de positionner les hydroliennes dans des zones de courants marins forts.
Systèmes de Contrôle : Les hydroliennes sont équipées de systèmes de contrôle pour ajuster l’orientation des pales en temps réel en fonction des conditions du courant marin. Cela permet d’optimiser la production d’énergie et de protéger l’équipement contre des charges excessives.
Câbles Sous-Marins : L’électricité générée par les hydroliennes est transportée vers la terre ferme via des câbles sous-marins.
Maintenance et Accès : En raison de leur emplacement sous-marin, l’accès aux hydroliennes pour la maintenance peut être un défi. Certains systèmes sont conçus avec des mécanismes facilitant l’accès aux parties nécessitant des réparations.
Études d’Impact Environnemental : Les projets hydroliens nécessitent des études approfondies d’impact environnemental pour minimiser leur impact sur la vie marine locale.
Il existe différents types d’hydroliennes, notamment les hydroliennes à axe horizontal et à axe vertical, chacune avec ses propres caractéristiques techniques ( lire par ailleurs). Le développement de cette technologie est en cours pour améliorer l’efficacité et réduire les coûts.Lles hydroliennes à axe horizontal et à axe vertical.
Les hydroliennes à axe horizontal (HAH) et à axe vertical (HAV) sont deux types d’hydroliennes qui se distinguent par l’orientation de leur axe de rotation. Voici un descriptif de ces deux types d’hydroliennes :
Hydroliennes à Axe Horizontal (HAH) :
Orientées Comme les Éoliennes : Les HAH ont un design similaire à celui des éoliennes terrestres. Les pales sont fixées à un moyeu central et s’étendent horizontalement, perpendiculairement à l’axe de rotation.
Rotor Horizontal : Le rotor, constitué des pales, est orienté de manière à être parallèle au flux du courant marin. Il tourne horizontalement autour d’un axe vertical fixe.
Placement sur le Fond Marin : Les HAH sont souvent installées sur le fond marin et peuvent nécessiter des structures de support telles que des tours ou des flotteurs ancrés au fond marin.
Efficacité : Les HAH sont généralement plus efficaces dans des courants marins rapides et constants. Elles captent l’énergie cinétique du courant en tournant dans le sens du flux.
Maintenance Facile : L’accès pour la maintenance peut être relativement facile car la partie tournante est située au-dessus de la surface de l’eau.
Hydroliennes à Axe Vertical (HAV) :
Orientées Verticalement : Les HAV ont un design où les pales sont disposées verticalement autour d’un axe central. Il existe plusieurs configurations, dont le modèle Darrieus et le modèle Savonius.
Rotor Vertical : Le rotor tourne autour d’un axe vertical central. Les pales peuvent avoir des formes courbes ou en forme de demi-lune.
Installation sur le Fond Marin ou en Surface : Les HAV peuvent être installées sur le fond marin, sur des structures flottantes ou même à la surface de l’eau.
Adaptabilité aux Courants Variables : Les HAV peuvent mieux s’adapter à des courants marins variables et multidirectionnels. Elles peuvent capter le courant indépendamment de sa direction.
Moins Sensibles à la Variation de Courant : Les HAV sont souvent moins sensibles aux variations de courant que les HAH, ce qui les rend adaptées à des environnements où les courants changent fréquemment de direction.
Complexité Structurelle : En raison de leur conception, les HAV peuvent être plus complexes sur le plan structurel et nécessiter des mécanismes de contrôle sophistiqués pour optimiser leur performance.
Les deux types d’hydroliennes ont des avantages et des inconvénients, et le choix entre les deux dépend des conditions spécifiques du site et des objectifs du projet. Les progrès continus dans la technologie des hydroliennes visent à améliorer leur efficacité, leur durabilité et leur rentabilité.