L'énergie des marées comme source d'électricité

1999/02/01 Susaeta, Tomasa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia berriztagarriak

Profiter de l'énergie des marées n'est rien de nouveau. Depuis le Moyen Age, les paysans des côtes accumulaient l'eau des fleuves pendant la marée et libérant l'eau accumulée en abaissant la marée faisaient circuler les moulins à eau. Nous avons de nombreux exemples sur notre propre côte. XX. Dans la seconde moitié du XXe siècle, les ingénieurs ont commencé à étudier la voie de l'énergie électrique des marées à l'échelle industrielle, mais bien que l'obtention d'énergie électrique depuis la marée n'était pas technologiquement compliquée, elle n'était pas économiquement rentable. Plusieurs projets ont été réalisés, mais peu rentables en raison des graves problèmes qui se produisaient dans les machines et installations, qui ne pouvaient pas supporter adéquatement le dur milieu marin. Mais dans les années 1990, on a constaté que l'avancée de la technologie a permis que l'obtention d'énergie bon marché depuis les mers ne soit pas un rêve, mais une option réelle. Et dans plusieurs états du monde on a commencé à analyser des projets.

Centrales maréales estuariennes

Jusqu'à récemment, il a été considéré que les endroits les plus appropriés pour l'utilisation de l'énergie marémotrice étaient les estuaires, où un grand volume d'eau traverse un espace étroit, conduisant à des eaux rapides à grande vitesse. Lorsque vous construisez un barrage à l'entrée de l'estuaire et commence le pleamar ferme l'accès. Par conséquent, dans la zone de mer du barrage le niveau de l'eau augmente par rapport à celui de l'autre partie. Dans les deux dernières heures de la pleamar s'ouvrent les ports et l'eau de la mer se dirige vers l'estuaire à travers les turbines, générant de l'énergie électrique.

Figure . Schéma de la marée centrale de l'estuaire.

Lorsque la marée est plus haute, les ports sont fermés à nouveau et l'eau est déposée dans l'estuaire pendant la marée basse. À la fin de la descente s'ouvriront les brins et l'eau s'écoulera de l'estuaire vers la mer, en déplaçant les turbines dans le sens inverse, en générant une fois de plus de l'énergie électrique. Dans le monde il y a deux centrales maréales en fonctionnement: Un 16 mégawatts au Canada, en Nouvelle-Écosse, et la célèbre centrale de La Rance, construite en 1967 sur la côte normande, avec une digue de 750 m de long et une puissance de 240 mégawatts.

L'idée de la proie de l'estuaire, technologiquement adéquate, pose de graves problèmes environnementaux: l'habitat inter-marin des estuaires, l'habitat de la faune, se détériore, la circulation des poissons est compliquée, les turbines attrapent et tuent les poissons, la navigation est entravée et, en outre, les sédiments qui sont pris dans la proie peuvent rapidement réduire le volume de l'estuaire. Par conséquent, des chercheurs et des ingénieurs ont exclu la technologie des digues dans les estuaires.

Une opportunité: centrales en mer

Cependant, sur la base de cette technologie, mais pour éviter les problèmes environnementaux, un système a été développé qui consiste à construire un étang en mer, près de la côte, soutenue par le sol sous-marin, une enceinte fortifiée. Avec la marée ci-dessus (1) l'étang sera inondé et l'eau s'accumulera là quand la marée descend. Avec la marée basse (2) l'eau de l'étang et l'eau de la mer ne sont pas au même niveau et, avec les ports ouverts, l'eau du radeau sera versée à la mer à travers les turbines; dans cette étape la centrale génère de l'énergie électrique. Une fois vidés (3), l'eau de la feuille et l'eau de mer se trouvent au même niveau. Ensuite, l'accès à l'étang sera fermé et lorsque la marée montera (4) il y aura une différence de niveau entre l'eau de la mer et l'eau de l'étang. Les vannes s'ouvrent et l'eau de la mer pénètre dans le radeau à travers les turbines, où la centrale génère également de l'énergie. Lorsque l'étang est rempli (5), le cycle recommence. En Alaska, au Mexique et en Inde, des projets sont en cours pour ce type de centrales maréales.

Objectifs des courants marins

Figure . Schéma de la marée centrale marine.

En raison de problèmes environnementaux, des chercheurs et des ingénieurs ont abandonné la technologie des marées estuariennes et ont commencé à étudier le potentiel des courants côtiers. En effet, lorsque les marées montent et descendent, les courants se forment souvent à proximité du littoral (souvent loin des baies et des estuaires). Le relief du sol sous-marin dans de nombreux endroits oblige l'eau à traverser des canaux étroits ou à entourer les bouts, comme l'orographie au sol oblige à faire circuler le vent par des vallées étroites ou en entourant les montagnes.

Mais la densité de l'eau de mer est beaucoup plus grande que celle de l'air (832 fois). Cela signifie qu'un courant de 2,5 à 4 mètres par seconde a la même énergie cinétique que le vent à 390 km/h. Et il a l'avantage qu'on ne sait pas quand il va frapper le vent, il ne sonne pas tous les jours, mais le courant provoqué par les marées est quotidien. Deux technologies sont en cours de développement pour l'obtention d'énergie dans les courants marins : barrières à marée et turbines à marée.

Barrières de marée

La technologie des barrières maréales est similaire à celle des barrages des estuaires, mais cette fois il s'agit de les placer non pas dans les estuaires mais dans les marées ou dans les canaux entre petites îles. Ils ne travailleront pas sur la différence de niveau d'eau, c'est-à-dire ne doivent pas stocker l'eau nulle part, car ils utiliseront directement l'énergie du courant de marée pour déplacer les turbines. Le principal avantage des barrières de marée est la possibilité d'installer sur l'eau des machines électriques (générateurs et transformateurs). Les Philippines et le Japon développent des projets pour ce type de barrières.

Par exemple, le gouvernement philippin investira 136 millions de dollars dans la construction d'une telle installation dans le nord de l'île de Mindano. L'usine, de 30 mégawatts de puissance, a appris ce qui s'est passé dans une usine pilote japonaise du détroit de Kurushima, au Japon, où les plantes marines ont grandi et proliféré sur le site de la turbine et ont réduit leur rendement, et ont amélioré leur technologie: Ils utilisent la nouvelle turbine Davis. Il s'agit d'une turbine à axe vertical, avec des pales aussi verticales, parallèles à l'axe de la turbine.

Turbines à marée

De l'autre côté se trouvent les turbines à marée. Celles qui ont besoin de clôture ou de barrage sont plus adaptées du point de vue environnemental, car les bateaux peuvent continuer à utiliser l'environnement et ont besoin de beaucoup moins de matériel et de travail pour le construire. Par exemple, une turbine de 20 m de diamètre peut obtenir la même énergie qu'un aérogénérateur de 60 m de diamètre. Et on ne voit pas et on n'entend pas parce qu'il est sous l'eau.

Figure . Schéma de la barrière de marée.

Ce type de turbine offre un bon rendement lorsque la vitesse du courant est de 2-3 m/s (si moins le rendement diminue considérablement et ne sont pas rentables économiquement et si la vitesse est plus élevée les machines et les installations sont beaucoup chères). Le site le plus approprié est situé près de la côte, à une profondeur d'environ 30 m. Les promoteurs de cette technologie assurent qu'une puissance de plus de 10 mégawatts par kilomètre carré pourrait être atteinte dans les emplacements les plus appropriés. C'est cette technologie qui utilise le projet Seaflow mentionné dans le tableau de la page 19 et qui devrait être lancé cette même année.