Energie marine : Hydro Gen, un projet, à "contre-courant", associant des partenaires brestois d’enseignement

Brest ouVert : La ressource (les courants de marée) est, selon vous, facilement disponible ; vous estimez le potentiel de production à 20 Gw soit 70 000 Gwh par an sur 20 km, équivalent à 7 centrales nucléaires ? Pouvez vous nous expliciter cette base de calcul ?

Ces chiffres sont en effet des approximations raisonnables. Ils peuvent servir de base de discussion. Mais ils doivent être expliqués et commentés.

Tout d’abord, la densité d’énergie captable (énergie par unité de surface) : nous nous basons, en première approximation, sur une hydrolienne d’1 Mw tous les 2000 m carrés, soit effectivement une densité théorique de 500 hydroliennes par Km carrés. Soit, en tenant compte d’un cœfficient de capacité de 45%, environ 2 000 Gwh d’énergie produite par an par km carrés.

C’est une densité, ça ne veut pas dire que nous pourrions remplir un carré de 1 km sur 1 km d’un maillage d’hydroliennes. Ca n’aurait d’ailleurs guère de sens. En revanche nous pensons ne pas avoir ces problèmes d’écoulements et de perturbations dans le sillage qui sont le fait des systèmes à hélices qui obligent à maintenir des distances importantes entre éoliennes et/ou hydroliennes.

En ce qui concerne la surface exploitable. Il y a au moins une centaine de kms à proximité immédiate de nos côtes où les courants de marée atteignent les 10 nœuds, en quatre endroits géographiques que connaissent très bien les marins et les hydrographes. Le problème est d’avoir l’autorisation de les exploiter car on ne peut pas utiliser cet espace, qui est public, sans une autorisation d’exploitation du domaine public maritime décernée par l’Etat, après enquête d’utilité publique. Cette autorisation peut être problématique car elle est longue et délicate dans la mesure où elle demande un arbitrage entre les différents utilisateurs de la mer, notamment les pêcheurs. Elle demande volonté et courage politique, ce qui est loin d’être fréquent.

Hormis cela, il n’y a pas de limites à l’exploitation de l’énergie des courants marins. Disons, pour fixer les idées, que la Bretagne, qui n’a pas de nucléaire et qui importe la presque totalité de sa consommation électrique, ce qui est une anomalie, pourrait produire la totalité de sa consommation électrique grâce à l’énergie hydrolienne.

Quels sont les partenaires, en particulier brestois, au sein de votre équipe d’élaboration de votre nouveau projet d’hydrolienne ?

Nous travaillons avec deux établissements scolaires qui ont fait preuve de détermination et d’audace en adhérant à ce projet. Il s’agit de l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Brest responsable de l’ingénierie, des plans et des appareils de mesures, et du Lycée technique Vauban qui se charge de la construction de notre prototype de 10 kw. Je tiens à les remercier et les féliciter pour leurs talents. Dans une phase suivante, nécessairement industrielle, nous envisageons de faire appel en priorité aux entreprises de la région. Il est encore un peu tôt pour en parler.

Mais nous n’excluons pas de continuer à solliciter, s’ils le souhaitent et sur des programmes particuliers, des établissements scolaires. Le but est de faire passerelle, autant que possible, entre le monde de l’enseignement et le monde de l’entreprise. Un projet jeune et innovant, par nature audacieux, se prête bien à cet exercice.

B.O. : Vous avez choisi le principe d’une hydrolienne à aubes immergées ? Pourquoi ? Quels avantages en attendez vous par rapport à des hydroliennes à hélices ?

Cette question est au cœur de notre projet d’hydrolienne. La plupart des projets hydroliens actuels utilisent des hélices sous-marines, je les appelle les « éoliennes sous-marines ». Nous sommes donc, à cet égard, un peu à « contre-courant ». Hydro-Gen parce qu’il n’utilise pas d’hélices et donc pas de profil aile, est peu sensible aux turbulences. Si on considère une chaîne de machines, la machine n+1 peut être en aval et dans l’axe, relativement proche de la machine n, disons d’un multiple de sa largeur, par exemple 100 ou 200 m. En fait juste suffisamment pour que le courant qui a évité la machine ne se soit reconstitué, par en dessous et de chaque côté pour attaquer avec suffisamment de force la machine n+1. Même si cette dernière capte un peu moins que la précédente à cause du phénomène d’écran.

Tout cela nous conduit à penser que notre système de grosse roues à aubes flottantes nous autorise une densité d’hydroliennes beaucoup plus importante que celle des « éoliennes sous-marines », de par la différence de conception. Disons encore qu’une Hydro-Gen qui tournerait sans charge tournerait, aux frottements près, à la vitesse du courant, donc théoriquement sans le perturber, ce qui n’est pas le cas d’une éolienne sous-marine qui tournerait sans charge.

Enfin, notre hydrolienne, une roue à aubes flottante jusqu’à mi-hauteur, est en surface, et seulement les aubes de dessous sont immergées. Ce point est important car les courants de marée sont maximum en surface et décroissent avec la profondeur pour devenir nuls au fond. Cela handicape d’ailleurs très fortement les projets à hélices posés au fond.

Un autre inconvénient de ces systèmes, nous l’avons vu plus haut, est qu’il autorise peu de densité de puissance installée par unité de surface. Il va donc falloir couvrir une grande surface de mer à cause des effets de sillage et interactions entre hélices. Il leur faut de plus des infrastructures métalliques ou béton, lourdes, qui vont modifier l’écosystème sous-marin.

Mais le plus préoccupant, à notre sens c’est le coût de ces systèmes, qui sont sous-marins, et qui doivent donc utiliser une technologie très pointue, et structurellement cinq fois plus chère que la technologie marine classique que nous utilisons nous, puisque notre hydrolienne est en surface. On reproche déjà au kwh éolien d’être cher, ce qui est vrai puisqu’il est environ deux fois plus cher que le kwh nucléaire ou thermique, et donc financé par le consommateur.

Le kwh hydrolien des machines à hélices le serait cinq à dix fois plus. Cela nous fait dire que les hydroliennes à hélices sont technologiquement viables mais économiquement condamnées. D’autant que si tout le monde est pour l’hydrolien, mais personne n’est prêt à le payer au prix réel.

Par ailleurs, comment assurer l’entretien de ces machines fixées au fond de la mer, dans des zones de mer dures, avec des courants violents ? C’est un casse-tête non résolu pour le moment. Il a fallu un an et 50 millions de dollars pour remonter le Koursk !

J’ajouterai que nos amis anglais ont beaucoup d’avance sur nous dans ce domaine.

La technologie « éoliennes sous-marines » c’est principalement Marine Current Turbine, une entreprise britannique, qui l’a, avec cinq ans d’avance et au prix fort, et rien ne sert de refaire le parcours du combattant en position de suiveur. Mieux vaudrait leur acheter une licence. Nous leur souhaitons, comme aux autres, tout le succès qu’ils méritent.

Toutes ces considérations nous ont amené à revenir aux roues à aubes flottantes embossées en surface qui obéissent à un principe simple, le courant pousse sur les aubes immergées et fait tourner la roue qui actionne un générateur. Nos machines ont le mérite de la simplicité, donc de la maîtrise des coûts, d’un rendement correct et surtout de pouvoir capter ces courants très violents (jusqu’à 10 nœuds et plus) qui sont la clé de tout, car la puissance produite est fonction de la puissance cube de la vitesse du courant.

B.O : La maîtrise des coûts est fondamentale pour vous, pour quelles raisons et pour quelles raison votre projet est plus à même de répondre à cet impératif ?

En effet la prise en compte de la maîtrise des coûts dès le début du projet est la seule façon d’aboutir de façon pérenne. Comme nous l’avons vu plus haut, principalement pour deux raisons :
 Nos machines sont structurellement cinq fois moins chères à puissance équivalente que les « éoliennes sous-marines ». Que ce soit pour le développement, la construction ou l’entretien.

A titre d’exemple un projet à hélices concurrent estime à 5 millions d’euros la construction un prototype de 200 Kw. C’est 25 fois le prix d’une éolienne équivalente, et cinq fois plus que ce qui nous serait nécessaire. Promouvoir un projet sans en donner la vérité des coûts est une tromperie, car c’est principalement le contribuable qui paie.

Le kwh des énergies renouvelables doit être à un prix acceptable par le marché même s’il faut accepter dans ce domaine une certaine « prime à l’environnement ».

 De par leur simplicité, nos machines sont capables de capter les courants très forts qui sont la clé de la réussite comme nous l’avons dit plus haut. Nous avons des doutes sur cette capacité pour les systèmes à hélices car ces courants violents sont rarement laminaires, mais plus souvent tourbillonnaires et turbulents. Cela induit des perturbations, des décrochages, et de la cavitation sur les profils d’hélices. Non seulement leur rendement baisse très vite, mais ils se détériorent rapidement. C’est un peu comme si on obligeait une éolienne à fonctionner en permanence dans la tempête !

B.O : Où en êtes-vous dans l’élaboration de ce projet ? Avez vous déjà réalisé un prototype ?

Nous avons défini et breveté le concept, nous avons beaucoup travaillé sur des plans et le « papier ». Nous devons maintenant faire ce que j’appellerai « la preuve par mer ». Elle passe par la fabrication d’un prototype qui est en cours, et qui subira cet été une batterie d’essais et de mesures afin de valider un protocole de tests mis conjointement au point avec l’Ademe. Il faut maintenant se soumettre à la réalité de la mer. C’est elle qui dira s’il faut poursuivre dans cette voie ou non.

B.O. : Quels sont vos besoins pour le faire avancer plus rapidement ? Partenaires financiers, techniques, aides publiques ?

Nous fonctionnons pour le moment avec une aide partielle de l’Ademe et sur les fonds propres de notre structure, la Sarl Aquaphile. Le budget du prototype n’est pas encore bouclé, et nous recherchons, de ce point de vue, un financement complémentaire de 30 k€.

Nous avons aussi besoin de partenaires techniques, industriels ou financiers pour la phase suivante, qui est de construire une hydrolienne de 300 kw dont le budget serait en première approche de 1 M€.

Nous recherchons aussi des sponsors en communication. Le principe est simple : notre prototype va être médiatisé par un certain nombre de grands media, TV, radio ou presse écrite, généralistes ou spécialistes. Une entreprise, ou une institution, devient sponsor du projet Hydro-Gen, qui sera le premier projet hydrolien français à produire du courant électrique, en apposant sa marque et son logo en évidence sur le prototype.

Chaque fois que la marque apparaîtra dans un media, et ce sera à nous d’en faire la preuve, il y a engagement à une rémunération. Autrement dit il n’y a rien à payer s’il n’y a pas d’exposition. En terme d’image, ce sponsoring renforcera l’image environnementale et de soutien aux jeunes projets innovants de l’entreprise partenaire.

Pour en savoir plus sur l’énergie marine :
 L’énergie de la mer : un gisement potentiel gigantesque et renouvelable ! un article de Brest-ouvert.net
 Un serpent hydroélectrique en mer du Nord, un article de Brest-ouvert.net
 "Pour capter l’énergie des océans, les Anglais tirent les premiers", un article du Monde.fr du 23/01/06

Contacts :

Projet Hydro-Gen

David et Benedicte Adrian

 le site Hydro Gen
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