S’éclairer grâce à l’hydrolien
25 mai 2021
Dans la course aux énergies renouvelables, l’hydrolien, l’énergie marine renouvelable, est une alternative parmi d’autres aux énergies fossiles. Le potentiel des côtes françaises serait estimé entre 3 et 5 GW (gigawatts), selon l’ADEME (agence de la transition écologique).


Un système hydrolien convertie l’énergie cinétique des courants marins en énergie électrique. Il existe différents types de turbines pour capter l’énergie de l’eau en fonction de l’endroit choisit et de ce que l’on veut convertir (courants, marées ou houles).


Les hydroliennes sont comparables à des sortes d’éoliennes subaquatiques. Elles sont immergées entre 30 et 40 mètres de profondeur dans des zones comme le Raz Blanchard, où le courant est très puissant. Les pâles de la turbine sont dimensionnées et optimisées pour capter un maximum de puissance du courant afin de faire tourner le rotor. Ce mouvement est transmis au rotor de l’alternateur qui convertie ensuite cette énergie mécanique de rotation en énergie électrique. Les courants marins sont une source d’énergie 100 % renouvelables, ce qui permet aux systèmes hydroliens de fonctionner continuellement à condition d’avoir les courants nécessaires.

La filière hydrolienne n’a pas dit son dernier mot. Après les déboires d’une succession d’échecs (abandon de projets de turbines de Alstom et de Naval Energies, fermeture d’Open Hydro, une usine de Naval Energies un peu plus d’un mois après son ouverture en 2018, etc.), une lueur d’espoir réapparait. Deux fermes pilotes d’hydroliennes sont en projet en Normandie, dans le Raz Blanchard. Si le Raz Blanchard est si prisé, c’est parce que ce passage de courants très puissants dans la Manche représenterait 50% du potentiel marémoteur national.


En juin 2020, la concession de la ferme pilote du Raz Blanchard a été reprise par Normandie Hydroliennes, une « coentreprise » entre Simec Atlantis Energy et la région Normandie. Quatre hydroliennes vont être installées pour alimenter l’île d’Aurigny en électricité.


Ce projet marémoteur de 12 mégawatts verra le jour en 2025, selon Anne Georgelin, responsable des énergies marines au SER (Syndicat des Energies Renouvelables). C’est l’avant dernière étape avant la phase de commercialisation. Le deuxième projet, quant à lui, est programmé pour 2023 par CMN (Constructions Mécaniques de Normandie) et HydroQuest. Sept turbines subaquatiques de 2 mégawatts chacune seront installées au large de Paimpol-Bréhat dans les Côtes d’Armor. Bien loin de la puissance d’un réacteur nucléaire standard de 900 mégawatts.


Les turbines sous-marines sont victimes de plusieurs revirements de situation ces dernières années en France. Dernièrement, en février 2021, Naval Group annonce l’arrêt de sa filiale énergies renouvelables. Pour autant, ces voltes-faces ne sont pas forcément synonyme de difficulté pour l’hydrolien, selon Anne Georgelin : « La ferme pilote de Normandie Hydroliennes est un projet lancé en 2018, à la suite d’un appel à projet de 2016. » Pour elle, la mise en place du projet prend le temps qu’il faut, en suivant les différentes étapes du cheminement vers l’utilisation de l’hydrolien dans le mix énergétique. L’hydrolien est encore mal maîtrisé, et présente des contraintes. Par exemple, pour mettre une hydrolienne dans le Raz Blanchard, où la mer est constamment agitée, des moyens conséquents techniques et financiers doivent être mis en place pour soulever et poser 400 tonnes au fond de la mer.


Pour Etienne Le Brun, chargé de mission énergies renouvelables à la Direction Régionale Normandie, « le très faible potentiel mondial et la complexité pour rendre cette technologie fiable (et compétitive) expliquent beaucoup de choses ». Le potentiel mondial de l’hydrolien est effectivement estimé à seulement 100 gigawatts. En comparaison, cela correspond à peu près aux besoins en électricité de 100 millions de personnes en France.


Les atouts de l’hydrolien marin

 

A ces difficultés, s’ajoute une autre problématique : l’urgence de la transition énergétique. Dans le mix énergétique, l’hydrolien aurait-il sa place en France ? Pour Anne Georgelin, l’intérêt de l’hydrolien marin est qu’il est possible de « connaître à l’avance quelle quantité d’énergie peut être produite ».

L’hydrolien est une énergie relativement propre, et invisible. L’entreprise Sabella, basée en Bretagne, a été la première entreprise française à étudier l’impact d’une hydrolienne dans l’environnement marin. Les caméras subaquatiques montrent que la faune et la flore s’adaptent bien, et considèrent finalement les hydroliennes comme des rochers. De plus, les pales des hydroliennes ne tournent pas assez vite pour happer les poissons. La spécialiste des énergies marines rapporte également qu’« une hydrolienne est conçue pour produire de l’énergie entre 20 à 30 ans ». Lorsque sa structure ne peut plus fonctionner, des études relatives aux conséquences sur les fonds marins sont faites pour savoir s’il est nécessaire de les laisser dans la mer, ou s’il faut les enlever et les recycler.

Anne Georgelin, explique que c’est la « complémentarité » qui mène vers la transition énergétique, et que « l’hydrolien ne peut pas être utilisé comme seule source d’énergie, sauf pour certains territoires insulaires ».


Hydrolienne VS éolienne


La masse volumique de l’eau étant environ 832 fois supérieur à celle de l’air, les forces et le couple rotors engendrés par l’eau sont bien supérieurs à ceux de l’air. L’intérêt d’une hydrolienne, c’est qu’elle est beaucoup plus petite comparée à une éolienne, alors qu’elle produit la même quantité d’énergie. L’énergie cinétique des courants va mettre en rotation les pâles du rotor qui vont faire tourner le rotor de l’alternateur à leur tour.


La conversion d’énergie mécanique en électrique se fait au sein de l’alternateur. Le principe de fonctionnement de l’alternateur repose sur l’interaction des électroaimants du rotor (partie mobile) avec les bobines du stator (partie fixe). Cette interaction génère un courant électrique qui va être convertie en courant continue par un convertisseur afin d’être acheminé jusqu’à la Terre. Le courant continue sera transformé par un convertisseur en courant alternatif afin d’être délivré au réseau de distribution électrique.


Clara Goddet