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Principe et fonctionnement de l’hydrolienne

Eau, vent, soleil… Selon les différentes ressources disponibles, les énergies renouvelables peuvent être très diversifiées. Utilisant la force des courants marins, l’hydrolienne génère une énergie mécanique qui permet de produire de l’électricité, renouvelable et inépuisable. Découvrez le principe de fonctionnement d’une hydrolienne, ses différents avantages et pourquoi la France peut exploiter aisément cette énergie renouvelable.
 

Sommaire :

  1. Définition d’une hydrolienne
  2. Principe de fonctionnement
  3. Les avantages et les inconvénients
  4. L’énergie hydrolienne en chiffres
  5. Passer à une électricité 100 % verte​​​​​​​

Définition d’une hydrolienne

Définition d’une hydrolienne

Une énergie qui repose sur la force des courants

Une hydrolienne est une structure qui utilise l’énergie cinétique des marées et des courants marins pour créer une énergie mécanique qui est ensuite transformée en électricité. Elle permet d’exploiter la force de l’eau des mers, des océans ou des fleuves, qui est inépuisable, renouvelable et régulière.
 

 

Une ressource fiable et prévisible

L’hydrolienne peut être comparée à une éolienne, qui utilise la force des vents. Mais contrairement à l’intensité des vents qui n’est pas prévisible longtemps à l’avance, la force des marées et des courants peut quant à elle être déterminée de manière fiable et précise.

Installation de l’hydrolienne

L’hydrolienne a la particularité de ne pas exiger de travaux importants pour l’installer. En effet, placée sur une barge flottante, elle est conduite vers le point où elle sera placée. Fixées au sol grâce à des socles de plusieurs centaines de tonnes, ces hydroliennes restent stables et résistent à la force des courants marins. La turbine hydraulique est totalement immergée, les pales sont orientées en direction des courants marins.
 

Les câbles qui permettent de transporter le courant électrique vers la terre sont quant à eux positionnés au fond des océans.
 

En effet, les flux naturels des courants marins et des marées sont constants. En France, les nombreux fleuves, les mers et l’océan sont hypothétiquement utilisables pour exploiter l’énergie marine. Cela offre un large potentiel à ce type d’électricité renouvelable.
 

Deux types d’hydroliennes

Les hydroliennes sont des générateurs, il en existe trois types :

  • Sousmarine
  • À flots
  • Semiimmergée, utilisée pour les rivières
     

La première est disposée sur les fonds marins, tandis que la turbine de la seconde capte le courant marin en flottaison. Ces deux structures sont exploitées selon la zone où est placée l’hydrolienne. Dans les endroits de faible profondeur, les hydroliennes vont être installées sur les fonds marins.
 

La différence avec une usine marémotrice

Une usine marémotrice utilise elle aussi la force des marées pour produire de l’électricité. Cependant, elle nécessite la mise en place d’un barrage en hauteur, qui va occuper la largeur d’un fleuve, comme c’est le cas de l’usine marémotrice de la Rance. En ce qui concerne une hydrolienne, seule la turbine est immergée. Ainsi, le dispositif occupe un minimum d’espace au fond d’un fleuve ou dans la mer, n’empêchant pas la navigation et les déplacements des espèces marines.

Principe de fonctionnement

La structure de l’hydrolienne

Immergée dans l’eau, la turbine hydraulique se compose d’un alternateur et d’une turbine. Cette dernière est munie d’une partie mobile, le rotor muni de pales, et d’une partie fixe, le stator. La turbine est reliée à un convertisseur qui transforme le courant variable en courant continu. Ce courant est ensuite acheminé vers la centrale hydrolienne, située sur la rive la plus proche, qui va l’élever pour qu’il soit transportable à travers les lignes à haute tension.
 

Installation de l’hydrolienne

L’hydrolienne a la particularité de ne pas exiger de travaux importants pour l’installer. En effet, placée sur une barge flottante, elle est conduite vers le point où elle sera placée. Fixées au sol grâce à des socles de plusieurs centaines de tonnes, ces hydroliennes restent stables et résistent à la force des courants marins. La turbine hydraulique est totalement immergée, les pales sont orientées en direction des courants marins.
 

Les câbles qui permettent de transporter le courant électrique vers la terre sont quant à eux positionnés au fond des océans.
 

Le fonctionnement de l’hydrolienne

Grâce à la force des courants marins et à l’énergie cinétique de l’eau, les pales du rotor vont entrer en mouvement et faire tourner le rotor. L’interaction des électroaimants du rotor et des bobines de cuivre du stator va générer un courant mécanique qui va ensuite être envoyé vers l’alternateur. Ce dernier va le transformer en courant électrique.
 

L’acheminement de l’électricité

L’acheminement du courant électrique se fait grâce aux câbles sous-marins. Une fois le courant élevé, il peut ensuite être injecté dans le réseau électrique. Cette électricité 100 % verte permet d’augmenter la part des énergies renouvelables sur le mix énergétique français.

Les avantages et les inconvénients

Une énergie verte et renouvelable

L’énergie hydrolienne présente de nombreux avantages. Elle est tout d’abord verte et non polluante. En effet, son fonctionnement n’émet aucun CO2 et ne génère aucun déchet. Renouvelable, elle est inépuisable et la puissance électrique produite peut être calculée à l’avance grâce à la connaissance de la force des courants marins.
 

Une puissance énergétique supérieure à l’éolien

Pour produire la même puissance électrique qu’une éolienne, l’hydrolienne nécessite une installation plus petite. En effet, la masse volumique de l’eau est jusqu’à 800 fois plus importante que celle de l’air. Cela explique la taille réduite des pales des hydroliennes, en comparaison à celles fixées sur les éoliennes.

Les avantages et les inconvénients

Un potentiel électrique intéressant

L’énergie cinétique des courants marins est un atout considérable pour produire de l’électricité. En Europe et en France, il a été estimé que le potentiel hydrolien permettrait de remplacer de nombreux réacteurs nucléaires. Ceci offre de belles perspectives pour cette électricité verte. De plus, cela résoudrait les inconvénients majeurs du nucléaire, comme le traitement des déchets radioactifs ou encore le vieillissement des réacteurs.
 

Une utilisation qui a des conséquences

L’exploitation d’une hydrolienne a quelques inconvénients. Tout d’abord, cela peut perturber l’environnement aquatique. En effet, les espèces marines peuvent être blessées par les pales. Elles peuvent aussi être perturbées par les turbulences aquatiques générées par la rotation des pales de la turbine. Cependant, de nouvelles hydroliennes voient le jour, comme la génératrice StreamWings qui utilise des hydrofoils oscillants. Ces derniers ne tournent pas, ils ont un mouvement oscillant, que l’on pourrait comparer aux nageoires caudales des poissons.
 

La maintenance de l’hydrolienne

Un autre inconvénient concerne directement la structure de l’hydrolienne. En effet, le sel présent naturellement dans l’eau est très corrosif pour les éléments immergés dans l’eau. Une maintenance régulière est donc indispensable, ce qui oblige à mettre l’hydrolienne à l’arrêt et à appliquer une protection anticorrosive.
 

De plus, le développement des algues sur les parties immergées exige l’utilisation d’une peinture anti-salissures, appelée un antifouling. Cette peinture contient des biocides qui peuvent être toxiques pour la faune et la flore aquatique.

L’énergie hydrolienne en chiffres

L’énergie hydrolienne en chiffres

La France, un pays européen au fort potentiel

Selon les estimations du Réseau de Transport d’Électricité (RTE), la France se classe seconde en termes de ressources marémotrices en Europe. Ce qui signifie que ses côtes et ses fleuves pourraient accueillir de nombreuses hydroliennes.
 

La Manche et les côtes Atlantique comptent 3 sites au potentiel très intéressant : le raz Blanchard, le raz de Barfleur, dans le Cotentin, et le passage de Fromveur, en Bretagne. Ces 3 zones à forts courants marins représentent un espoir futur pour l’installation d’hydroliennes. De nombreux projets ont été abandonnés en raison de la topographie de ce littoral protégé.

La proximité de la centrale nucléaire de La Hague avec le raz de Barfleur nécessite également de nombreuses études, qui laissent les projets en suspens dans ce secteur.
 

Le chiffre de la capacité exploitable

Selon le fournisseur historique d’électricité, EDF, la France pourrait exploiter 2,5 GW (gigawatts) d’énergie hydrolienne. Cela correspond à l’électricité qui est produite par 2 à 3 réacteurs nucléaires. Ce chiffre encourageant laisse entrevoir une alternative à la dépendance nucléaire de la France.
 

Le parc hydrolien de Paimpol-Bréhat

En France, la première ferme hydrolienne, dont l’électricité a été réinjectée dans le réseau d’électricité, est celle de Paimpol-Bréhat, en Bretagne. Deux hydroliennes d’un diamètre de 16 mètres ont été immergées à 35 mètres de profondeur pour l’une et 40 mètres pour l’autre.
 

Ces deux structures permettent de créer 1 MW d’électricité, qui est ensuite redistribuée dans le réseau électrique de la région. Cette ferme hydrolienne est un exemple sur lequel s’appuyer pour installer de nouveaux parcs au large des côtes françaises.

Passer à une électricité 100 % verte

En France, les énergies vertes, dont l’hydrolienne, ont un bel avenir devant elles. Le fort potentiel des côtes et des fleuves français laisse envisager un développement important dans le futur. À l’heure actuelle, il est tout à fait possible de consommer une électricité 100 % verte. Chez Total Direct Energie, nous vous proposons l’Offre Verte, dont l’électricité est issue du solaire et de l’éolien.
 

2 % moins chère que les tarifs règlementés, cette offre va vous permettre non seulement d’utiliser une énergie renouvelable, mais aussi de faire des économies. Pour savoir quelles économies supplémentaires vous pourriez envisager, n’hésitez pas à utiliser notre simulateur de consommation. Simple et rapide, il vous permettra de faire le point sur votre consommation et sur vos dépenses.

 

Vous savez désormais quel est le principe d’une hydrolienne et comment ce type d’installation fonctionne. Performant et non polluant, ce générateur d’électricité a plus d’un avantage, que la France a les moyens d’exploiter. L’avenir de l’hydrolien est donc tout tracé.

 

Passer à l’électricité verte

 

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