HYDRO-GEN PROJECT

PROJET HYDRO-GEN
Hydrolienne flottante à courants de marée
Sommaire
• Présentation
• La technologie Hydro-Gen
• L’énergie produite
• Pourquoi la roue à aubes ?
• Historique du projet
• Les tests et mesures du
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prototype de 10 kw
Le futur, les étapes
La sélection de sites
L’équipe et les partenaires
Présentation
d’Hydro-Gen
• Hydro-Gen est une hydrolienne basée sur un concept
exclusif de grosses roues à aubes flottantes, insérées
dans un catamaran-tuyère et amarrées par des lignes de
mouillages sur le fond de la mer.
• Une unité peut fournir de 1 à 3 Mw, avec 8 noeuds de
courant.
• Dimensions indicatives pour 1 Mw :
longueur : 30 m
largeur : 25 m,
diamètre de la roue : 20 m,
Tirant d’eau 8 m, tirant d’air: 12 m.
• Dans les exploitations ou « fermes », les machines sont
assemblées en pattern.
La technologie Hydro-Gen
• Un principe simple, économique (« low cost »), facile à construire, à
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entretenir, à faire évoluer et à déconstruire.
Positionnement en surface donc visible.
Elle peut être déplacée, remorquée, échouée.
Peut-être installée dans les zones à faibles fonds (cas fréquent des
spots à courants forts).
Hydro-Gen peut aussi être installée dans certains fleuves, estuaires,
rias avec des courants forts.
Elle ne nécessite pas d’infrastructure, de génie civil ni de permis de
construire.
Peu d’ «effet d’ombre » des machines entre elles : grande densité
de Mw installés par unité de surface.
Le courant est exporté vers la terre par un câble sous-marin.
Ultérieurement, deux alternatives : Production d’hydrogène par
électrolyse de l’eau ou d’eau douce par osmose inverse de l’eau de
mer.
La technologie (suite)
• La structure est optimisée pour permettre d’une part le
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captage d’un maximum d’eau en mouvement et d’autre
part, assurer la sécurité du plan d’eau, de telle sorte qu’il
soit impossible aux embarcations de venir au contact de
la roue.
95 % de l’entretien et des réparations peuvent se faire à
bord. Pour le reste, elle peut être amarrée à quai,
échouée en bassin. Elle est aussi facilement évolutive à
moindre frais.
Sa construction et son entretien sont standardisés
comme ceux de tout bateau, gage d’économies
significatives.
La fabrication et l’entretien sont assurés par n’importe
quel chantier naval, à proximité des sites d’exploitation.
Puissance
produite en kw
Courbe de puissance pour une hydrolienne
dont la roue fait 14 m de long sur 16 m de
diam ètre
L’énergie produite
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
Vitesse du courant en m /s
• La puissance produite est fonction de la
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formule générale: P = ½ρηSV³ où ρ représente la
densité de l’eau, η le rendement, S la surface exposée et
V la vitesse du courant.
Avec une optimisation correcte du rendement
énergétique, on peut dépasser : P = 100 SV³
C’est bien sûr le facteur « vitesse du courant » qui est
déterminant, car affecté de la puissance cube.
Ainsi une roue Hydro-Gen de 16 m de long pour 14 m de
diamètre produira une puissance allant de 0 à 1000 KW
en suivant une hyperbole fonction du cube de la vitesse
du courant de 0 à 4,6 m/s (ou de 0 à 9 nœuds).
Pourquoi la roue à aubes ?
• Une technologie de surface donc simple et peu
onéreuse.
La maîtrise des coûts est fondamentale : la technologie marine est cinq
fois moins chère que la technologie sous-marine (développement,
fabrication, entretien et déconstruction).
• Un rendement correct
La roue à aube peut avoir une bonne efficacité. Les tests sur
maquettes et prototypes ont montré des résultats satisfaisants.
Nos roues à aubes sont du 21 ème siècle : optimisation par
modélisation, emploi de matériaux innovants, générateurs et
électronique de puissance dérivés de l ’éolien.
• Un rapport efficacité/coût supérieur aux
systèmes à hélices.
Historique du projet
• Deux ans de veille technologique sur tous les projets hydroliens des
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trente dernières années: 2002-2004.
Définition d’une solution exclusive : Grosses roues à aubes
flottantes mouillées dans le courant, été 2004.
Présentation du projet Hydro-Gen aux principaux acteurs des
énergies renouvelables en mer, Automne 2004.
Constitution d’une équipe pluridisciplinaire, fin 2004.
Tests sur maquettes 1/100 de roues à aubes flottantes pour tester
le potentiel et optimisation. Printemps-été 2005.
Définition des plans et du dimensionnement du prototype. Automne
2005.
Fabrication du prototype : premier semestre 2006.
Essais du prototype en mer et évolutions: à partir de l’été 2006.
Recherche et études de sites d’installation des machines : courant
2006.
Modifications du prototype en cours : de la V3 à la V4 (Mars 2008).
Recherche de partenaires financiers, industriels et institutionnels
pour la phase opérationnelle.
Tests et mesures
du prototype de
10 kw
• Première hydrolienne à produire du courant en France à
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la mer (à titre expérimental).
Les essais et mesures du prototype fournissent:
La courbe de puissance
Le comportement à la mer
Choix techniques et dimensionnement de la machine
Cycles : Modifications-essais pour améliorer le
rendement et les qualités nautiques.
La mise à la mer d’un prototype est une étape décisive
qui permet de faire des progrès importants.
Le prototype de 10 kw
Galerie photos et évolutions
de la V1 à la V3 en
5 campagnes d’essais
Le futur,
les différentes étapes
• Hydro-Gen 750 : L’étape suivante est la construction d’une
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machine opérationnelle reliée au réseau de 750 KW en rade
de Brest en 2009.
Hydro-Gen 3000 : L’étape suivante est la construction de
grosses machines de puissance comprise ente 3 et 5 MW qui
pourraient être installées au Raz Blanchard.
Nous sommes le premier projet hydrocinétique français dont
l’exploitation industrielle peu commencer rapidement.
Pas de difficulté majeure envisagée. Pas de barrière
technologique.
Fenêtre d’opportunité (crise des énergies, réchauffement
climatique).
Nous recherchons des partenaires, notamment financiers.
La selection
des sites
• Les hydroliennes sont installées sur l’espace public maritime et doivent donc
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bénéficier d’une concession accordée par l’Etat (via les DDE).
Les machines étant mouillées elles n’ont pas besoin de permis de construire.
Plusieurs sites ont été présélectionnés pour leur qualité selon trois critères : Force des
courants, état de la mer, acceptabilité locale.
Le premier site se situe dans la rade de Brest dans le Finistère.
Le plus énergétique site français est le Raz Blanchard, Pointe de la Hague en
Normandie.
Les autorités locales, riverains, associations ont été consultés, les avis sont très
largement favorables.
La constitution des dossiers de demande de concession est en cours.
L’équipe et les partenaires
• Le projet est conduit par la Sarl Aquaphile.
• Les porteurs de projet sont David et Bénédicte Adrian
• Un groupe d’écoles de Brest a assuré l’ingénierie et la fabrication du
prototype: l’Ecole Nationale des Ingénieurs de Brest et le Lycée Vauban.
Partenaires et soutiens:
• Ademe
• Conseil Régional de Bretagne
• La Marine Nationale
• Doris Engineering : Leader français de l’ingénierie Offshore
• Actimar : Leader français de l’océanographie opérationnelle
• Un ou plusieurs gros industriels comme partenaires potentiels.
• Le projet Hydro-Gen est assuré par l’AGPM.
Partenaires de recherche :
• Irenav (Institut de Recherche de l’Ecole Navale) : Electrotechnique
• ISITV (Laboratoire des Systèmes Navals complexes) : hydraulique et
mécanique des fluides
• Hydro-Gen en ligne :
– www.hydro-gen.fr
– [email protected]