Jeudi 21 août 2014 à 8:46

Energie, nucléaire, économies

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    Depuis longtemps je voulais faire des articles sur les énergies marines, et surtout les hydroliennes.
    Les journalistes ne font guère mention que de l’éolien situé en mer sur des plateformes ancrées ou flottantes. (éolien offshore).
    Ils ne parlent plus de l’énergie marémotrice, due aux mouvements de flux et de reflux des marées, et de la centrale de la Rance. C’est une technique mature, mais qui ne semble pas avoir un grand avenir, car elle est d’un coût efficacité élevé et peu de sites naturels sont susceptibles de l’utiliser.
    Ils s’intéressent peu aux autres techniques :
            - l’énergie hydrolienne, exploitant les courants marins;
            - l’énergie houlomotrice, produite par le mouvement des vagues;
            - l’énergie thermique des mers, exploitant les gradients de température entre les eaux de surface et les eaux profondes;
            - l’énergie osmotique, basée sur les différences de salinité des eaux douces et salées, qui en est au stade recherche et ne sera donc utilisable qu’à long terme.
    Une nouvelle industrie va naître d'ici à quelques années. Le stade de la commercialisation est prévu entre 2016 et 2018.
    La France est le seul pays avec les États-Unis à être présent dans tous les segments; elle est l'actuel leader mondial, avec plus de 500 millions d'euros d'investissement par an.
    Les énergies marines renouvelables pourraient ainsi permettre de créer 80 000 emplois directs et indirects en 2030.

    La France dispose d'avantages certains dans ce domaine avec ses façades atlantique et méditerranéenne, et fait des efforts importants, principalement grâce à la DCNS, sous l'égide d'un de ses directeurs, Frédéric Le Lidec.
    La Direction des Constructions Navale (DCN) était un organisme industriel d’Etat, chargé de l’étude, la construction et l’entretien des navires militaires de la Marine, française, et outre un service Technique et le Bassin des Carènes, en région parisienne, l’établissement d’Indret spécialiste des chaufferies marines, notamment nucléaires, et la forge à canons de marine de Ruelle, comprenait surtout quatre « arsenaux » à Toulon, Brest, Cherbourg et Lorient, créés par Richelieu en 1631, puis Colbert sous Louis XIV.. Elle exportait aussi certains de ses navires.
    En 2001, la DCN change de statut pour se transformer en société de droit privé à capitaux publics, (l’Etat en possède 64%, l’autre principal actionnaire étant Thalès), et en 2007 devient DCNS, qui n'est plus qu’un sigle. Elle emploie 13 650 collaborateurs et a un chiffre d’affaires de 3 milliards d’euros.
    DCNS a actuellement 8 filiales dont la société irlandaise Openhydro, spécialisée dans les hydroliennes.
    Il y a, d’un point de vue technologique et industriel, de grandes synergies entre ce domaine et le naval de défense, métier historique de DCNS. Les savoir-faire du groupe, ses moyens industriels et son expertise permettent à DCNS de jouer un rôle moteur sur l’ensemble du cycle de réalisation de ces nouveaux systèmes, depuis la conception jusqu’à la construction et la maintenance. DCNS a l’ambition de réaliser un tiers de son chiffre d’affaires à terme de la décennie, dans le secteur des énergies marines.
           
    DCNS investit dans quatre des principales technologies d’énergies marines renouvelables :

    - l’énergie du vent en mer, captée à l’aide d’éoliennes flottantes installées au large.
    En décembre 2013, le gouvernement français a lancé une demande d’information en vue d’exploiter le potentiel français de l’éolien flottant en mer, en vue de la réalisation de fermes pilotes en 2018, puis de fermes commerciales à partir de 2020.
    DCNS ambitionne de réaliser un premier démonstrateur multimégawatts en 2017.
    Toutefois elle est une source variable en fonction du vent et non prédictible et a donc les mêmes inconvénients que l’éolien terrestre, mais avec des vents plus forts et plus réguliers.
    Outre la résistance mécanique en mer, la variation de la position de l’éolienne par rapport à la verticale est une des difficulté rencontrées. Les éoliennes actuelles admettent environ 10d° degrés d’inclinaison.
    Contrairement aux éoliennes en mer classiques, fixées sur fondation au plancher marin, les éoliennes flottantes sont maintenues grâce à un système d’ancrage à câbles.
et peuvent être construites sur des fonds marins jusqu’à 200 mètres (contre 40 pour les éoliennes offshore fixes).
    Le problème reste une question de coût de l’investissement et donc du kwh produit, qui est actuellement le triple du coût de l’éolien terrestre.

    - l’énergie des vagues, dont le principe est de récupérer l’énergie de la houle.         La France est également bien placée pour l'houlomoteur, avec 2 projets parmi les 10 premiers.
    DCNS évalue actuellement plusieurs technologies houlomotrices en collaboration avec la firme finlandaise Fortum, et contribue actuellement au déploiement, à La Réunion, du projet « Houles australes », permettant de tester une technologie de la société australienne Carnegie. C’est aussi une source variable dans le temps, tributaire de la météo.
    Un projet d’une installation en baie d’Audierne d’un démonstrateur de 1,5 MW est également à l’étude. Installée à l’horizon 2016, la ferme pilote sera composée de grands battants sous-marins, posés sur le fond de mer à environ 20 mètres de profondeur.

    - l’énergie thermique des mers (ETM) exploite la différence de température entre les eaux de surface, chaudes dans les mers tropicales, et les eaux froides des profondeurs, pour produire du courant électrique en continu. C’est une source continue et prédictible.
    A la surface, grâce à l'énergie solaire, la température de l'eau est élevée (elle peut dépasser les 25 °C en zone intertropicale) et, en profondeur, privée du rayonnement solaire, l'eau est froide (aux alentours de 2 à 5 °C), et la densité volumique de l'eau s'accroît lorsque la température diminue, ce qui empêche les eaux profondes de se mélanger aux eaux de surface, et de se réchauffer. Cette différence de température peut être exploitée par une machine thermique, utilisant respectivement l'eau venant des profondeurs et l'eau de surface comme sources froide et chaude .
    Les industriels français occupent la première place mondiale sur l'énergie thermique des mers.
    Il y a deux principaux acteurs dans ce domaine dans le monde : DCNS et Lockheed Martin. Les quelques projets actifs en sont encore au stade de pilote.
    La puissance unitaire de centrales devrait être de l'ordre de 10 MW. Il s'agit d'une technologie qui n'a pas encore atteint le stade de la maturité et qui serait adaptée à des marchés à coût local élevé de l’énergie.
    Elle suppose la conception et la tenue de la conduite de quelques mètres de diamètre d'amenée d'eau froide, puisée à plus de 1000 mètres de profondeur, sans commune mesure avec ce que connaît l'industrie pétrolière, qui doit permettre le pompage de 1000 m3/heure. Elle nécessite en outre des échangeurs thermiques résistant à l'encrassement et une efficacité du cycle thermodynamique.

http://lancien.cowblog.fr/images/EnergieClimat2/EMDemonstrateurterre300x217.jpg    DCNS a installé début 2012, un prototype énergie thermique des mers à l’Université Saint Pierre à la Réunion. Cette reproduction à échelle réduite du système de production d’énergie d’une future centrale ETM, contribue à confirmer l’intérêt de cette technologie. Les DOM-COM français, les Caraïbes et l’Asie pourraient bénéficier d’offres de centrales flottantes clés en main dès 2014. DCNS développe parallèlement une solution à terre, qui pourra également être proposée en 2014.
    Il s’agit d’une reproduction, à échelle réduite, du système de production d’énergie d’une future centrale ETM (cf photo ci contre). Le système simule les arrivées d’eau chaude et d’eau froide, nécessaires à son fonctionnement. Le prototype à terre est avant tout un outil de recherche et développement ayant pour but principal de tester différents éléments clés du système de production d’énergie (échangeurs de chaleur, cycles thermodynamiques). Il vise également à optimiser les enjeux technologiques et financiers liés à l’ETM. Le prototype à terre ETM a été construit et qualifié dans le centre DCNS de Nantes-Indret. Il a ensuite été transféré et mis en fonction début 2012 sur le site de l’université de Saint- Pierre, à La Réunion.

    - l’énergie des courants de  marées, captée à l’aide de turbines sous-marines, appelées « hydroliennes », qui transforment l’énergie des courants marins en électricité.    
    L’ambition de DCNS est de réaliser un chiffre d’affaires d’au moins un milliard d’euros à l’horizon 2025 sur le marché de l’énergie hydrolienne. Plusieurs dizaines de milliers de turbines devraient être installées à terme à travers le monde.
   
    Je traiterai ce sujet dans l’article de demain.
Par maud96 le Jeudi 21 août 2014 à 12:13
Un panorama intéressant de ces technologies. Carnegie qui travaille à l'Ouest du continent australien vise à la fois la désalinisation d'eau de mer et la production d'énergie permettant cette désalinisation. D'où de véritables usines sous-marines... Une vidéo intéressante ici : https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=_9jGis5V5LE et le site australien de Carnegie ici -malheureusement tout anglophone:
http://www.carnegiewave.com/index.php?url=/media/videolibrary-1
 

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