Des navires pour capter l’énergie des vagues ?

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Un navire récupérateur d’énergie des vagues. C’est ce concept original qu’ont présenté André Sharon de la Boston University et des chercheurs du Fraunhofer Center for Manufacturing lors de la dernière conférence Clean Energy, en juin 2011 à Boston. Un projet qui a pour but de réduire les coûts de production de l’électricité en mer par rapport aux moyens houlomoteurs habituels. Il s’agirait donc d’aller chercher l’énergie des vagues sans installer de structure de production fixe de type parc houlomoteur, mais uniquement des structures de production mobiles constituées par une flottille de navires.

Cette idée de navires pêcheurs d’énergie des vagues - relayée par un article paru dans The New Scientist du 14 juillet 2011 - n’est pas seulement poétique ! Le fait d’envoyer une flotte de navires au milieu de l’océan - là où ils n’auraient plus qu’à jeter l’ancre et à commencer à exploiter l’énergie des vagues qui les entourent - pourrait se révéler extrêmement rentable. D’autant que l’énergie houlomotrice offshore ainsi «récoltée» serait stockée dans des batteries embarquées. Une fois le navire entièrement chargé d’énergie, il reviendrait au port où l’énergie pourrait être distribuée sur le réseau en fonction des besoins. Un certain nombre de défis technologiques restent cependant encore à relever pour voir un jour prochain ces navires de pêche rentrant au port pleins de l’énergie des vagues.

Il n’en demeure pas moins qu’entre autres avantages par rapport aux technologies existantes en mer aujourd’hui (éolien offshore, houlomoteur, hydrolien) ce concept permettrait d’en finir avec les kilomètres de câbles de transmission indispensables pour acheminer l’électricité produite de la mer vers le continent. Des câbles dont le coût ($500.000 du kilomètre selon The New Scientist) pèse évidemment lourd sur la facture énergétique renouvelable.

Selon les chercheurs, ces navires se présenteraient sous la forme de barges de 50 mètres de long sur lesquelles serait attachées, le long de bras pivotants, des batteries de bouées houlomotrices. Le fonctionnement est simple : alors que la coque reste relativement stable, les bouées elles, suivent le mouvement ascendant et descendant de vagues, provoquant un pivotement régulier du bras d’avant en arrière. Ce pivotement est suffisant pour actionner un générateur qui pourrait produire jusqu’à 1MW. Les batteries sont prévues pour avoir une capacité de 20 MW/heure, ce qui signifie que, pour faire le plein d’électricité, le navire devrait rester en mer un peu plus de 20 heures. L’idée est de produire une électricité à 0,15 $ du kWh. Soit beaucoup moins cher que l’énergie produite à partir de la technologie houlomotrice habituelle dont le coût est estimé, aux USA, entre 0,30 $ et 0,65 $ du kWh.

Les chercheurs ne disent pas si le coût qu’ils projettent prend en compte la question du mode de propulsion des navires. Un mode de propulsion à voiles plutôt qu’utilisant du fuel ou hybride fuel/voiles pourrait être envisagé. Toujours est-il que selon Mark Jacobson, directeur du programme «atmosphère et énergie» à la Stanford University de Palo Alto, il s’agit là d’une idée «très créative» et pas du tout utopique.

Notamment si l’on considère que ces modes d’alimentation par stockage d’électricité en batteries sont très utiles en cas de pic de demande ou de défaut de demande. Il fait remarquer que ce n’est pas le cas pour certaines sources d’électricité renouvelable dont le principal défaut est de devoir être consommées immédiatement sans possibilité de stockage.




Article source : Les énergies de la mer (texte et image) Octobre 2012 publié par Energie Marine

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J'ai découvert cet article en cherchant un sujet générique sur l'énergie que pourraient fournir les océans et les différentes méthodes mises en oeuvre ou envisagées pour son exploitation. J'ai été surprise par cet article et vous en fait profiter.

Du coup j'ai cherché des informations complémentaires afin de mieux comprendre comment cela pourrait marcher....

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La NSF (National Science fondation) s'est fait l'écho (ICI) de la présentation des travaux d'une équipe d'ingénieurs de l'US Air Force Academy faite lors de la 62e réunion annuelle du Département de dynamique des fluides de l'American Physical Society qui s'est déroulée le 24 novembre 2009, à Minneapolis.

MINNEAPOLIS - (Minnesotta - Etats-Unis) - 25/11/2009 - 3B Conseils

Cette présentation concerne l'application de certains principes employés en aéronautique pour créer des systèmes de récupérateurs d'énergie des vagues et des courants qui soient plus efficaces que les actuels et qui pourraient êtres placés n'importe où dans l'océan, quelle que soit la profondeur des fonds. Alors que cette recherche en est encore au stade préliminaire de la conception et de la simulation informatique, les premiers résultats suggèrent déjà une possibilité de rendements plus élevés que ceux des turbines.

Les chercheurs Tiger Jeans et Thomas McLaughlin de l'US Air Force Academy, menés par Stefan Siegel, ont fait savoir lors de la présentation de leurs travaux à Minneapolis que leur équipe travaillait dans le domaine de la recherche fondamentale depuis de nombreuses années déjà. Stefan Siegel, se référant principalement aux travaux de mesure des fluides effectués grâce à l'installation de capteurs sur les ailes d'avion et les pales d'éoliennes a déclaré : "Dans le domaine aéronautique, quand vous contrôlez le flux aérien, vous gérez mieux les commandes de vol, comme celle par exemple, d'atterrir sur une piste plus courte".

La façon dont Siegel fut conduit à s'intéresser aux technologies d'énergies marines doit tout au hasard et au fait qu'un de ses collègues, après avoir lu un article sur ce sujet dans un magazine, lui en ait parlé. C'est alors que Siegel et son équipe réalisèrent qu'ils pouvaient appliquer à un récupérateur d'énergie des vagues, par exemple, les mêmes concepts de contrôle des fluides que ceux qu'ils avaient développés pour les avions.

Soutenus par une subvention de la Fondation nationale des sciences, les chercheurs ont développé un système qui utilise une turbine cycloïdale dont on trouvera le résumé des détails techniques fait par les auteurs précités eux-mêmes (ICI). "Tous les avions volent grâce à ce type de turbine" a précisé Siegel. "Si vous comparez un moulin-à-vent ancien avec une éolienne moderne vous comprendrez vite que c'est la maîtrise de la dynamique des fluides qui a permis que les éoliennes ne soient pas déchiquetées par les tempêtes comme l'étaient autrefois les moulins-à-vent. Les mêmes principes peuvent être appliqués à l'énergie des vagues".

Entre autres astuces innovatrices, les chercheurs ont modifié l'orien-tation de l'hélice en la faisant passer de l'horizontale à la verticale, ce qui permet une interaction directe avec le mouvement de bas en haut des vagues. Plus intéressant, les chercheurs ont développé des systèmes de contrôle individuel pour chaque aileron de l'hélice, ce qui permet des manipulations complexes permettant de maximiser ou minimiser les performances en cas d'orages ou de tempêtes et d'interagir encore plus étroitement avec la nature même de l'énergie fournie par les vagues. L'objectif final est de conserver un sens de circulation et une orientation de la lame qui soit la plus constante et la plus régulière possible de façon à alimenter en continu des génératrices capables de convertir l'énergie des vagues en énergie électrique.

La poussée est contrôlable, en direction (0-360°) comme en puissance. Une poussée identique peut être produite dans toutes les directions. L'un des avantages de ces dispositifs serait d'être monté sur des flotteurs ne nécessitant pas d'amarrage, ce qui est important dans le cas d'éventuels emplacements en haute mer. Les zones qui recèlent le plus formidable potentiel d'énergie des vagues sont actuellement hors de portée des technologies existantes. Alors que le dispositif commercial pourrait mesurer 40 mètres de diamètre, les modèles de laboratoire sont prévus pour faire actuellement moins d'un mètre de diamètre. Une plus grande version du système sera testée courant 2010 dans le bassin de simulation des vagues de tsunami de la NSF for Earthquake Engineering Simulation (NEES) de l'Oregon State University (OSU). Ce sera une expérience décisive pour prouver l'efficacité de ce concept.

Accessoirement les intrépides chercheurs de l'US Air Force Academy veulent aussi utiliser la même approche pour mettre au point un hydroglisseur construit avec des hélices cycloïdales. Là du coup c'est moins nouveau que pour les récupérateurs d'énergie des vagues et on ne saurait trop conseiller à nos ingénieurs, avant de se lancer, d'aller faire un petit tour du côté de chez VoithTurbo !!!


En effet, ce principe propulse déjà actuellement bon nombre de remorqueurs, ferries et autres navires qui ont besoin d'être d'une grande manœuvrabilité. L'idée de ce système de propulsion et de manœuvre a été inventée en effet par l'ingénieur autrichien Ernst Schneider en 1926. Elle a été développée et mise au point par Voith, au début des années 1950.

Le système appelé Voith Schneider Propeller (VSP) permet à une poussée de n'importe quelle puissance d'être produite dans n'importe quelle direction, rapidement, avec précision et de façon continue. Il combine la propulsion et la direction dans une seule unité. C'est en fait un système très proche de celui-ci que les chercheurs américains essaient d'appliquer en le portant à grande échelle à l'énergie des vagues. Astucieux.


Docs: Sites liés. Aucune des illustrations ne représente le système présenté par les chercheurs. Les illustrations représentent le principe du mouvement cycloïdal et le VSP de Voith Hydro déjà employé sur certains navires.


Article de Francis ROUSSEAU, publié ENERGIES DE LA MER (octobre 2012)
J'espère que cet article vous permettra de mieux comprendre le précédent.... et remercie ENERGIES de la MER de nous éclairer sur des technologies en devenir. Notez et retenez bien ce site que je vous invite à parcourir pour découvrir l'actualité dans ce domaine...