Optimiser l’exploitation de l’énergie des océans, vague par vague
En matière de vagues, l’Europe est particulièrement bien lotie. L’énergie potentielle susceptible d’être exploitée le long des innombrables côtes du continent pourrait couvrir environ 10 % de ses besoins en électricité, tout en réduisant les émissions de carbone et en favorisant la transition vers une économie sans carbone. Les entreprises de l’UE, désireuses d’exploiter cette source d’énergie bleue et verte, font la course en tête grâce à la recherche et au développement, plaçant ainsi l’Europe à l’avant-garde dans ce domaine. Pourtant, les ingénieurs européens ont encore des lacunes à combler par rapport à l’ampleur des défis liés à l’exploitation de la technologie permettant de récupérer l’énergie houlomotrice en haute mer. Pour y parvenir, le projet OPERA a entrepris un essai de 31 mois sur un dispositif océanique flottant générateur d’électricité afin de tester la viabilité de cette technologie et de recueillir de grandes quantités de données essentielles pour faire progresser ce domaine de recherche. «L’objectif principal d’OPERA, à long terme, consiste à réduire le coût de l’énergie houlomotrice d’au moins 50 %. Nous voulions y parvenir en validant quatre innovations industrielles et en réduisant les risques leur étant associés: de nouvelles turbines biradiales à air, des algorithmes de contrôle avancés, des amarres en élastomère et des systèmes d’amarrage partagés. L’équipe a également entrepris de fournir des données de haute qualité et en accès libre à la communauté dédiée au développement de l’énergie houlomotrice, en ce qui concerne son exploitation en haute mer. De cette façon, le projet évitera une répétition des premières erreurs d’ingénierie et accélérera la commercialisation de l’énergie houlomotrice», explique Pablo Ruiz-Minguela, responsable de l’énergie houlomotrice chez Tecnalia et coordinateur du projet OPERA.
Des années fructueuses en mer
Le dispositif choisi pour braver les fureurs de l’océan pendant trois hivers consécutifs était un convertisseur flottant d’énergie houlomotrice, baptisé MARMOK-A-5. Les conditions n’ont pas été faciles pour cette technologie robuste, qui tire son énergie d’une turbine à air rotative entraînée grâce au mouvement des vagues. «MARMOK-A-5 a démontré sa capacité à survivre à des mers agités avec des vagues pouvant atteindre un hauteur de 14 m, et il a réussi à atteindre une disponibilité de 90 %», déclare M. Ruiz-Minguela. Bien que le prototype ait été conçu pour valider le potentiel de cette technologie et que ses objectifs ne se soient pas concentrés sur la génération d’énergie proprement dite, il a également produit de l’électricité et a été connecté au réseau par l’intermédiaire d’un câble ombilical relié à une sous-station située à terre. Les résultats suggèrent qu’un appareil MARMOK à grande échelle pourrait produire suffisamment d’énergie pour alimenter 150 foyers en électricité. L’équipe de recherche d’OPERA a également acquis plus de 1 000 heures d’expérience en termes de main d’œuvre en exploitation et en maintenance. Les performances et la robustesse affichés par MARMOK en mer inspirent confiance à l’équipe. «Les résultats expérimentaux confirment que nos innovations peuvent améliorer de 55 % le rendement des turbines, augmenter de 30 % la production totale d’électricité et réduire de 50 % les charges maximales auxquelles sont soumises les amarres», explique M. Ruiz-Minguela. Outre son succès en tant que prototype de validation de principe, MARMOK a recueilli de grandes quantités de données au cours de son séjour dans l’océan. Ces données, qui seront essentielles pour les entreprises du secteur de l’énergie houlomotrice, sont regroupées en cinq catégories: surveillance de l’environnement, performances de l’amarrage, performances des turbines biradiales, puissance produite et qualité de l’énergie.
Transmettre les connaissances
Les essais ont permis de mieux comprendre comment rendre l’énergie houlomotrice plus compétitive. «La communauté de l’énergie houlomotrice pourrait tirer parti de ces informations pour mieux comprendre les défis spécifiques à ce secteur», indique M. Ruiz-Minguela. Les partenaires du projet se servent déjà des nouveaux jeux de données pour peaufiner leurs conceptions technologiques en matière d’énergie houlomotrice ainsi que les infrastructures des systèmes correspondants. Parmi les propositions qui se sont ainsi basées sur les principaux résultats exploitables figurent un nouveau dispositif flottant avec une configuration d’amarrage partagé, de nouvelles attaches pour les systèmes d’amarrage ainsi que des algorithmes de contrôle avancés. «L’expérience opérationnelle acquise dans le cadre d’OPERA ne se limite pas aux jeux de données. Le projet a également permis de tirer divers enseignements et de formuler des recommandations pour ce secteur, notamment en ce qui concerne les procédures de gestion des données, l’application des normes internationales, la planification des opérations maritimes, ainsi que les aspects économiques, le cycle de vie et les avantages sociaux de l’énergie houlomotrice», conclut M. Ruiz-Minguela.
Mots‑clés
OPERA, vague, énergie, turbine, puissance, électricité, générer, données
