Énergies marines renouvelables : enjeux, techniques et contraintes

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Énergies marines renouvelables : enjeux, techniques et contraintes"

Robin Samson
il y a 8 ans
Total affichages :

1 Énergies marines renouvelables : Page 1/34

2 PLAN DE L EXPOSÉ Le contexte français Les éoliennes Les hydroliennes Énergie des vagues Conclusions Page 2/34

3 PLAN DE L EXPOSÉ Le contexte français Les éoliennes Les hydroliennes Énergie des vagues Conclusions Page 3/34

4 Objectif pour 2020: production de 6 GW 150 GW en Europe en 2030 L usine marémotrice de la Rance en 1966 avec une capacité de 240 MW Deux appels d offres en 2011 et 2013 pour des parcs d éoliennes posées avec capacité de 3 GW L ADEME a lancé en 2013 un appel d offres pour des fermes pilotes d hydroliennes La mise en place d un site de test au Croisic SEM-REV pour la filière houlomotrice Mais des contraintes Page 4/34

5 L éolien offshore posé Potentiel de l éolien posé Vitesse moyenne annuelle du vent à 100 mètres d'altitude Vitesse du vent > 7 m/s Bathymétrie < 30 m (40 m en Méditerranée) Page 5/34

6 Page 6/34

7 L éolien offshore flottant Potentiel de l éolien flottant Vitesse moyenne annuelle du vent à 100 mètres d'altitude Vitesse du vent > 7 m/s 30 m (40 m en Méditerranée) < Bathymétrie < 200 m Page 7/34

8 L houlomoteur Potentiel de l houlomoteur au large Puissance linéaire moyenne annuelle de la houle > 20 kw/m 50 m < Bathymétrie < 130 m Page 8/34

9 Concertation Les zones sont déterminées par le Ministère de l Ecologie après une concertation menée par les Préfets Maritimes et les Préfets de Département Tous les acteurs sont invités à participer Données publiques : Environnement / Paysages et héritage historique / Défense et sécurité / Navigation / Données techniques : ressources, géotechnique / Données Socio-économiques : pêche, extraction de sédiments / Radars / Raccordement électrique Page 9/34

10 PLAN DE L EXPOSÉ Le contexte français Les éoliennes Les hydroliennes Énergie des vagues Conclusions Page 10/34

11 Comparaison des dimensions - Gigantisme Page 11/34

12 L éolienne posée composantes et forçages Pales Turbine Mât Pièce de transition Fondation Vent Houle Marée Courants Directions Page 12/34

13 Fondation : lien au sol + structure intermédiaire DE TELS MODES DE FONDATION DEPENDENT TRES FORTEMENT DU SOL ET DES FORÇAGES, IL N EXISTE PAS DE SOLUTION UNIVERSELLE Page 13/34

14 Etude des fondations Fondation gravitaire Analyse du chargement Etude en cuve à houle / courants / vent Méthode de construction des caissons en béton Méthode d installation Page 14/34

15 Phase construction : Bruit Battage des monopieux Systèmes anti bruit : 1) rideau de bulles 2) barrière anti - bruit Page 15/34

16 Eolienne flottante : lignes tendues Reproduit la stabilité de la structure fondée Une partie essentielle des structures flottantes est constituée par ses ancrages!!! LA ENCORE LES FONDATIONS DEPENDENT TRES FORTEMENT DU SOL ET IL N EXISTE PAS DE SOLUTION UNIVERSELLE Page 16/34

17 L ancrage d une plateforme à ligne tendue doit être surdimensionné, car les lignes doivent TOUJOURS rester en tension, même dans les pires conditions Page 17/34

18 PLAN DE L EXPOSÉ Le contexte français Les éoliennes Les hydroliennes Énergie des vagues Conclusions Page 18/34

19 Bases de la conception (extraits de J.Ruer Saipem) Ne pas faire obstacle à la navigation Ne pas faire obstacle aux animaux machine sous-marine? Fiabilité, maintenance réduite, sécurité Machine simple et robuste avec le minimum d éléments mécaniques exposés à la mer Page 19/34

20 Défis technologiques Fiabilité des machines Étanchéité Corrosion Salissures marines Mise en place des machines dans les zones de fort courant Stabilité des machines Tenue des câbles électriques sous-marins Maintenance : récupération et remise en place des machines Page 20/34

21 Dimensionnement à la houle Pour les structures posées Dimensionnement de la structure avec effort de renversement à la houle Pour les structure flottantes Dimensionnement des ancrages à la houle Lors des tempêtes, les efforts de renversement peuvent être doublés Les efforts sont particulièrement violents près de la surface, là où les vagues sont les plus fortes En mer ouverte, il est exclus d utiliser des hydroliennes flottantes (OK dans les zones peu exposées à la houle, les estuaires) laisser un tirant d eau suffisant au-dessus de la machine Page 21/34

de sables, graviers et galets laisser un tirant d eau

22 Abrasion par les sédiments marins Présence de bancs au voisinage des sites hydroliens Risque de mise en suspension de sables, graviers et galets laisser un tirant d eau suffisant au- dessus des fonds (de plus vitesse faible au fond) Page 22/34

23 Insertion en milieu très variable : Impact sur les hydroliennes Performance énergétique des parcs Impact sur le milieu Variabilité et modification des conditions hydrodynamiques (marée + houle) Transport de polluants Conditions de navigation Endommagement par chocs Variabilité et modification des transits sédimentaires Abrasion Charriage (sables, galets) Affouillement/dépôt Qualité de l'eau et des biotopes Suspension (sables) Évolution des fonds Stabilité des stocks sableux littoraux, dynamique des bancs Page 23/34

24 PLAN DE L EXPOSÉ Le contexte français Les éoliennes Les hydroliennes Énergie des vagues Conclusions Page 24/34

25 Ressource mondiale : 1 Gtep Page 25/34

26 (Colonne d eau oscillante) Page 26/34

27 Systèmes bord à quai Système à franchissement Batteur inversé Rendement : application WOPSIM de l Université d Aalborg Rendement : modèle 3D BEM linéaire, modèle 3D CFD avec digue Survivabilité : efforts sur les parois, stabilité générale, tassement différentiel Survivabilité : modèle 3D CFD Système oscillant flottant Colonne d eau oscillante Rendement : modèle 3D BEM linéaire, modèle 3D CFD avec digue Rendement : modèle 3D BEM linéaire Survivabilité : modèle 3D CFD Survivabilité : efforts sur les parois, stabilité générale, tassement différentiel Page 27/34

28 Contexte Cycle court en termes de production / consommation Démonstration pour l offshore Soutien à la filière des travaux maritimes Vitrine et tourisme industriel Aide au choix pour les collectivités Page 28/34

29 Analyse multicritère Page 29/34

30 Résultats : exemple de Saint-Jean-de-Luz Ouvrages à moderniser et à adapter Système à franchissement à trois ou quatre réservoirs Puissance récupérée dans chaque réservoir Page 30/34

31 Systèmes à franchissements Colonnes d eau oscillante Page 31/34

32 Résultats : exemple de la Baie d Audierne 3) Flotteur pilonnant sur rail Technologies Calculs du potentiel Mesures du potentiel Page 32/34

33 PLAN DE L EXPOSÉ Le contexte français Les éoliennes Les hydroliennes Énergie des vagues Conclusions Page 33/34

34 Conclusions Des opportunités pour les travaux maritimes et leurs considérations géotechniques Croissance bleue Énergies marines pour longtemps Digues du futur (ouvrage polyvalent / faible coût) Adaptation à la remontée du niveau marin Page 34/34

35 MERCI POUR VOTRE ATTENTION TOUJOURS SOUTENUE Page 35/34

Documents pareils

EOLIEN EN MER : Projet de Saint Nazaire. 15 Novembre 2012. Instance de Suivi et de Concertation

EOLIEN EN MER : Projet de Saint Nazaire 15 Novembre 2012 Instance de Suivi et de Concertation AGENDA A/ Les acteurs du consortium A/ Les acteurs du consortium B/ Le projet C/ Les études environnementales