De nouveaux concepts de convertisseurs rendent l’énergie houlomotrice viable
L’urgence climatique et les défis actuels en matière de sécurité énergétique ont accéléré la transition vers l’abandon des combustibles fossiles et stimulé l’innovation dans le domaine des énergies renouvelables. L’énergie des vagues océaniques est un domaine au potentiel inexploité. «Les parcs éoliens et solaires en haute mer sont des ressources fantastiques», explique Carwyn Frost, coordinateur du projet LiftWEC, de la Queen’s University Belfast, au Royaume-Uni. «Toutefois, si nous investissons dans l’énergie offshore, il est également logique de regarder sous la surface. L’eau est plus dense que l’air, ce qui signifie qu’elle stocke davantage d’énergie que le vent.»
Le potentiel inexploité des convertisseurs d’énergie houlomotrice
Carwyn Frost explique que les vagues océaniques sont essentiellement une forme condensée du vent; après tout, c’est le vent qui entraîne et crée les houles océaniques. Et les espaces éloignés entre les masses terrestres, à savoir entre les Amériques et l’Europe par exemple, permettent davantage à ces houles de se développer. Cette forme dense d’énergie peut être captée par des convertisseurs d’énergie houlomotrice placés dans l’océan. Les technologies actuelles reposent sur un couplage étroit avec la vague, ce qui se traduit par des forces extrêmes lors des tempêtes. «Plus d’une démonstration commerciale a échoué en raison de cette vulnérabilité, ce qui a freiné les progrès commerciaux et les investissements», explique Carwyn Frost. C’est là qu’intervient le projet QCALL, financé par l’UE. Le concept repose sur la théorie des pales ou des ailes, à l’instar d’un avion ou d’une éolienne. Ces ailes ou pales sous-marines interagissent avec la vitesse de rotation que la vague crée lors de son passage, ce qui fait tourner le dispositif, un peu à la manière d’une éolienne. En cas de tempête,le dispositif pourrait être arrêté, tout comme une éolienne moderne peut être arrêtée en cas d’intempéries. Cela le protège de ces forces extrêmes, ce qui pourrait rendre la conception moins coûteuse et plus fiable. «Il s’agit d’un nouvel espace de conception, c’était donc un domaine passionnant à explorer», ajoute Carwyn Frost.
Conceptions houlomotrices robustes et économes en énergie
Le projet a débuté par une série d’ateliers qui ont abouti à la conception de 19 dispositifs. Ces conceptions ont ensuite été soigneusement examinées afin d’évaluer leur potentiel d’efficacité énergétique, de rentabilité et de durabilité. «Nous avons pris les meilleurs éléments de chaque modèle et nous avons créé quatre dispositifs principaux», explique Carwyn Frost. «Il est intéressant de noter que les quatre appareils présentent la même conception de rotor, les différences intervenant au niveau de la structure et du mode de déploiement.» L’équipe a réalisé des modélisations numériques et analytiques, tout en recréant les conditions marines en laboratoire. Ces expériences ont commencé avec des vagues classiques, avant de passer à des conditions océaniques représentatives. «Le projet a adopté une approche très globale», explique Carwyn Frost. «Nous avons tenu compte non seulement des performances élevées, mais aussi de la capacité de survie et de l’empreinte environnementale. Dans le passé, la plupart des recherches se sont concentrées sur l’hydrodynamique.»
Viabilité des convertisseurs de houle entraînés par un rotor
Les avantages potentiels de l’énergie houlomotrice sont énormes, la clé a toujours consisté à trouver des moyens d’exploiter efficacement cette ressource mondiale et renouvelable. L’importance du projet LiftWEC réside dans sa démonstration de la viabilité potentielle des convertisseurs de houle à rotor de 2 MW dans l’océan Atlantique. Bien que des efforts supplémentaires en matière de R&D soient encore indispensables pour mener la technologie vers des essais en mer et une éventuelle commercialisation, une voie a été tracée pour l’avenir. «Nous n’avons jamais été confrontés à un obstacle insurmontable dans le cadre du projet», fait remarquer Carwyn Frost. «Nous avons pu démontrer que, techniquement et économiquement, ce nouvel espace de conception vaut vraiment la peine d’être exploité.»
Mots‑clés
LiftWEC, énergie, renouvelable, offshore, climat, vent, vague, océanique
