Méthodologie

I- Caractérisation de la machine :

L’exploitation de l’énergie issue des courants marins étant pour le moment toujours à l’état d'étude, il n’y a donc pas de machine « type » ou « standardisée » qui conviendrait à la courantologie de la zone étudiée. En effet, il existe à ce jours une multitude de modèles ayant chacun des caractéristiques bien différentes. Contrairement à leurs voisines les éoliennes, les hydroliennes sont encore loin d'être industrialisées. Ainsi, une recherche bibliographique sera effectuée afin de déterminer quel prototype aurait un rendement optimal pour la gamme de courant définie par le binôme 2.

Afin de compléter les informations trouvées, nous pourrons aussi utiliser le contact que nous avons au sein du bureau d’étude Sabella, spécialisé dans les technologies marines. Ceci permettra aussi de binôme 2 d'estimer au mieux le coût du modèle d'hydrolienne choisi.

 

II- Agencement des machines :

Notre  objectif étant d'assurer l'indépendance électrique des îles du Ponant, il est évident qu'une seule hydrolienne ne sera pas suffisante. Le nombre de machines, fixé par la puissance globale à produire, est aussi conditionné par l'étendue, la surface de la zone d'étude considérée. Dès lors, l'agencement des hydroliennes au sein même du parc doit être étudié avec soin. En effet, grâce aux différents retours d’expériences issus de l’exploitation des champs éoliens, le constat suivant peut être effectué : un des paramètres les plus importants et impactant sur le rendement final du parc réside dans l’agencement des machines. En effet, la turbulence générée par la première rangée de machines, peut être à l’origine de la perte de 40% du potentiel énergétique pour la suivante.

Ce constat a été vérifié par plusieurs récentes expériences et études numériques sur les hydroliennes, montrant comment le sillage créé par une première rangée d'hydroliennes réduit considérablement la puissance cinétique récupérable par la seconde rangée en aval :

  • Paul MYCEK, Benoît GAURIER, Grégory GERMAIN, Corentin LOTHODÉ, Grégory PINON, Élie RIVOALEN (2013), Caractérisation Numérique et Expérimentale des Interactions entre deux Hydroliennes, publié dans "Paralia 6 (2013) 2.1-2.12".

http://hal.inria.fr/docs/00/87/40/89/PDF/Paralia_Mycek_et_al_2013.pdf

  • Mathilde BELHACHE, Sylvain GUILLOU, Dominique MOUAZE, Alina SANTA-CRUZ, Philippe GRANGERERT (2012), Etude numérique de l'intégration d'hydroliennes (à axe verticale) en courant giratoire, XIIeme Journées Nationales Génie Côtier - Génie Civil, édition Paralia CFL.

http://www.paralia.fr/jngcgc/12_89_belhache.pdf

 

Dans cette partie, en s'appuyant sur les articles scientifiques, nous tenterons de déterminer l'agencement optimal des machines au sein de notre zone d'étude. Pour cela, une étude 2D sera réalisée à l'aide de Ansys Fluent. Dans un premier temps en étudiant le sillage engendré par un disque rotatif et dans un second temps directement à partir de la géométrie de l'hydrolienne considérée. Nous tenterons aussi de corroborer ces résultats avec une étude sous OpenWind, un logiciel spécialement développé pour l'étude des fermes éoliennes. Nous tenterons de le modifier afin de l'adapter si possible aux hydroliennes.

 

III- Fixation des machines :

Ce sous-axe a pour principal objectif d’effectuer un bilan global des forces et actions s’exerçant sur l’hydrolienne afin d’utiliser les outils adéquats dans le but de garantir leur fixation. Ici, les outils à notre disposition seront principalement des données répertoriant les épisodes extrêmes de la zone d’étude, un bilan des forces sera ensuite effectué. Pour finir, une comparaison des différents moyens de fixation existant sera faite. L'objectif étant d'assurer le maintien des hydroliennes même en cas d'événements météorologiques extrêmes (tempêtes, grandes marées...) et ceci de la manière la plus économique possible.

 

IV- Transport sédimentaire :

Deux questions peuvent se poser dans ce sous-axe:

  • Impact du parc hydrolien sur des mouvements globaux de transport sédimentaire dans la zone
  • Affouillement à l'échelle d'une hydrolienne

Cette étude d’impact environnemental sera effectuée à l’aide du logiciel Telemac 2D et de son module de transport Sisyphe. La bathymétrie utilisée sera celle définie par le binôme 1, toutefois on portera un intérêt tout particulier à la conversion du système de coordonnées entre les logiciels ArcMap et Matisse (utilisé pour effectuer le maillage de notre zone).