De nouveaux essais technologiques renforcent l’analyse de rentabilité de l’énergie houlomotrice
La prise de force (PDF) est essentiellement un système qui transforme le mouvement en énergie électrique. En ce qui concerne l’énergie marine, ce mouvement provient des vagues de l’océan qui passent par un convertisseur d’énergie houlomotrice (WEC pour wave energy converter). La PDF installée dans la coque du WEC produit alors de l’électricité. Le manque de données disponibles sur le déploiement océanique dans le secteur émergent a constitué un obstacle majeur au lancement de cette technologie. Par conséquent, les investisseurs se sont parfois montrés sceptiques quant à la fiabilité de la technologie et peu convaincus par la lenteur de son déploiement. «Les industries plus établies comme le pétrole, le gaz et l’éolien en mer disposent d’une grande quantité de données sur le déploiement réel», explique Matt Dickson, coordinateur du projet WaveBoost et responsable technique du projet chez CorPower Ocean, en Suède. «Cela leur permet d’éliminer les composants non fiables et également de prévoir quand et comment d’autres composants du système sont susceptibles de tomber en panne, et par conséquent d’élaborer des stratégies de maintenance efficaces. Bien que nous puissions tirer profit d’un certain apprentissage intersectoriel, un nouveau domaine comme l’énergie marine doit partir de zéro pour acquérir cette compréhension».
Des données de performances réelles
WaveBoost (Advanced Braking Module with Cyclic Energy Recovery System (CERS) for enhanced reliability and performance of Wave Energy Converters) a cherché à relever ce défi crucial du déploiement en fournissant des données de performance réelles, afin de démontrer la fiabilité opérationnelle de la technologie dans des conditions océaniques hostiles. L’équipe du projet a commencé par examiner certaines des principales causes de défaillance de la PDF et a constaté que le besoin en joints étanches à faible friction figurait en tête de liste. «La coque d’un WEC comporte des pistons en forme de tiges qui se déplacent de haut en bas dans la coque au passage des vagues», explique Matt Dickson. «Pour visualiser cela, imaginez en gros comment fonctionnent les fourches de suspension d’un VTT; les joints doivent être étanches, mais permettre le mouvement de haut en bas des pistons, sans quoi le dispositif ne fonctionnera pas». Afin de recueillir des informations sur la manière dont cet aspect de la technologie pourrait être amélioré, les partenaires du projet WaveBoost ont construit un banc d’essai de pointe sur mesure afin de déployer diverses versions à l’échelle de ces pistons en forme de tige. Différents matériaux et revêtements y ont été testés en vue de recueillir des informations sur leurs propriétés de friction, de corrosion et d’étanchéité. «Nous avons effectué des essais avec les principaux fournisseurs de joints d’étanchéité et nous avons finalement abouti à une conception d’étanchéité totalement nouvelle et inédite», explique Matt Dickson. «Le joint est optimisé pour limiter la friction, affichant une réduction de 70 % par rapport à l’état de l’art précédent et il atténue toutes les fuites». Le système d’étanchéité constitue une petite partie, mais néanmoins essentielle, d’un nouveau système de PDF qui intègre également un module pneumatique révolutionnaire avec 80 % de composants en moins et une réduction de 98 % de la perte de débit. Cela a permis de réduire la complexité et d’améliorer la fiabilité du dispositif en mer. En outre, la technologie du ressort ondulé de la PDF amplifie le mouvement de celle-ci, ce qui permet d’atteindre des rendements énergétiques inédits à ce jour dans le secteur. Les tests finaux ont démontré qu’avec les nouvelles solutions de joints, combinées à d’autres avancées de la technologie PDF réalisées au cours du projet, il devrait être possible d’améliorer de plus de 27 % la production annuelle d’électricité et de réduire de 30 % le coût de l’énergie houlomotrice, faisant ainsi de celle-ci une source d’énergie renouvelable rentable et efficace.
Impact sur l’industrie
La nouvelle technologie de PDF de WaveBoost a été conçue de façon à pouvoir être installée dans une variété de dispositifs de WEC. Les PDF sont au cœur des WEC», explique Matt Dickson. «Notre solution peut être intégrée à différents types et tailles de coques». Matt Dickson espère que cela contribuera à accélérer le déploiement et le succès de la technologie de l’énergie marine. «Ce projet était la passerelle nécessaire vers un développement à grande échelle», ajoute Matt Dickson. «Cette passerelle devait être suffisamment solide pour que nous puissions tous la traverser, et en fin de compte, nous avons développé une bien meilleure conception de la PDF qu’initialement prévue». Le succès de WaveBoost a permis de débloquer les plans de CorPower pour le déploiement de WEC à grande échelle au cours du premier trimestre 2021. CorPower espère introduire sur le marché des produits certifiés et garantis d’ici la fin 2023. «Nous avons démontré que l’énergie houlomotrice est une technologie bancable susceptible de bénéficier du financement de projets d’énergies renouvelables», conclut Matt Dickson.
Mots‑clés
WaveBoost, océan, énergie, vagues, PDF, WEC, offshore, renouvelable, plate-forme, joint d’étanchéité
