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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l'Enseignement sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l'Enseignement supérieur et la recherche scientifique Université d’Ouargla Kasdi Merbah Département D’ELECTRONIQUE et de Télécommunications 3éme Année licence Automatique Energie Renouvelables Réalisé par :  Touidjine Med Aymen  Tidjani Mohamed Laid  Khouildat Mohamed Amine  Groupe 2 2017 / 2018 I. Définition : L’énergie houlomotrice ou énergie des vagues désigne la production d’énergie électrique à partir de la houle, c’est-à-dire à partir de vagues successives nées de l’effet du vent à la surface de la mer et parfois propagées sur de très longues distances. Il existe différents dispositifs pour exploiter cette énergie. De nombreux systèmes sont actuellement à l’étude, certains sont déjà commercialisés mais aucun n’est arrivé au stade de la maturité industrielle. II. Comment fonctionne l’énergie houlomotrice ? L’énergie houlomotrice tient son nom du fait qu’elle est produite à partir de la houle. La houle est le nom donné aux vagues qui se succèdent à la surface de la mer sous l’effet du vent et qui sont parfois propagées sur des distances importantes. Ce mode de fonctionnement explique également pourquoi l’énergie houlomotrice est également connue sous le nom d’énergie des vagues. En se basant sur le principe que la houle produit une grande quantité d’énergie motrice, des développeurs ont imaginé de nombreuses solutions différentes pour pouvoir capter cette énergie et réussir à la transformer, de manière constante, en énergie électrique. Historiquement, le premier brevet sur ce type d’énergie a été déposé par des Français, les Girard. Ces derniers se sont penchés sur le sujet dès 1799, bien conscients du potentiel existant sur une transformation de l’énergie naturelle des vagues en énergie consommable. Actuellement, les différents états d’avancement connus et testés à ce jour concernent les systèmes suivants, tous présentant des avantages et des inconvénients dans leur mise en œuvre et exploitation :  La chaîne flottante articulée : Le procédé le plus connu et le plus maîtrisé à ce jour pour développer l’énergie houlomotrice est fondé sur le principe de longs flotteurs alignés dans le sens du vent et perpendiculaires aux vagues. Ces derniers sont maintenus à la surface de l’eau grâce à de gros câbles sous-marins qui touchent le fond marin et donnent de la consistance à l’installation. Une turbine est ensuite activée grâce à l’oscillation des flotteurs entre eux qui permet de comprimer un fluide hydraulique. L’inconvénient de ce système se situe dans sa capacité à savoir résister à des conditions météorologiques très défavorables au milieu de l’océan.  La colonne à oscillation verticale : Ce système est basé sur une force centrifuge activée grâce à une structure flottante installée à la surface de la mer, composée de masselottes qui se servent des mouvements de la mer pour activer une pompe. Cette pompe servira ensuite à mettre de la pression sur un fluide hydraulique et à faire ensuite tourner une turbine qui entraînera avec elle un alternateur.  La paroi oscillante immergée : Le mécanisme de la paroi oscillante consiste à installer une structure entièrement immergée et composée d’une paroi carrée fixée sur une tige centrale. La paroi oscillera en fonction du mouvement des fonds marins et actionnera, grâce à son mouvement, une turbine qui permettra de faire tourner un alternateur. La difficulté de ce système réside en partie sur la difficulté d’immersion de la structure selon les conditions météorologiques.  Le capteur de pression en immersion : Le capteur de pression consiste à immerger un système en l’ancrant sur le fond marin afin que ce dernier puisse capter le mouvement orbital des vagues et puisse comprimer, par une logique de montées-descentes, un fluide hydraulique. Le turbinage avec ce système peut s’effectuer à terre en tirant profit d’un réseau de capteurs connectés entre eux.  La colonne d’eau : Ce système est le plus coûteux à mettre en œuvre, car il s’appuie sur une structure flottante en acier ou en béton qui est ouverte à la base et fermée sur son dessus. Le principe consiste à ce que de l’eau entre et sorte de la structure pour comprimer et décomprimer l’air existant dans la partie supérieure de l’installation de manière alternative. Cet air comprimé fera ensuite tourner une turbine bidirectionnelle qui produira de l’électricité. III. Quel est le potentiel de l’énergie houlomotrice ? Le potentiel de l’énergie houlomotrice est intéressant, car le rendement de production devrait à terme se rapprocher de celui de l’électricité d’origine hydraulique. Ainsi, avec un coût de construction de centrale important, il est ensuite possible de produire massivement une énergie durable et fiable à un coût intéressant. Néanmoins, il est aujourd’hui nettement trop tôt pour se prononcer sur le potentiel de l’énergie des vagues tant cette dernière en est à la phase expérimentale avec une forte recherche-développement sur le sujet. L’ensemble des systèmes présentés sont actuellement en phase de test, grandeur nature, pour réussir à déterminer lequel de ces systèmes sera le plus rentable et le plus efficace dans la production de cette énergie maritime. À courte échéance, France Energies Marines estime que les coûts de production d’une énergie houlomotrice sont proches de ceux d’une énergie hydrolienne, soit entre 200 et 250 €/MWh. À titre de comparaison, le tarif final consommateur, pour un client particulier, se situe actuellement entre 130 et 140 €/MWh en tarif réglementé ou de marché. Ainsi, l’enjeu de la recherche- développement entamée est de réussir à trouver un modèle dont le coût d’une production fiable diminuerait dans les proportions citées. L’horizon envisagé par l’association pour une forte pénétration marché se situerait plutôt à 3 ou 4 ans. Actuellement, les enjeux techniques et financiers autour de l’électricité houlomotrice tiennent surtout sur les points suivants :  Les installations doivent être capables de résister aux conditions les plus extrêmes qu’il est possible de rencontrer en mer comme une tempête de force 10 par exemple. À ce jour, certains systèmes sont capables de s’immerger en cas de conditions météorologiques défavorables.  Le coût du raccordement électrique pour un système situé en pleine mer et qui a vocation à produire une électricité exploitée lointainement doit être rentable.  Même chose pour le coût d’implantation en milieu maritime avec notamment le coût d’accessibilité et de transport, le coût relatif à l’ancrage de l’unité de production et le coût de l’installation elle-même.  Le coût d’entretien relatif à une évolution quotidienne dans un milieu très agressif pour des équipements de la sorte doit également être rentable. Le potentiel de l’énergie houlomotrice tient donc avant toute chose à la résolution de ces problématiques techniques et financières. Leur résolution permettra le passage à une production importante et aux rendements d’échelle générés. Si la quantité d’énergie générée par les vagues est faible (1 W/m²/an, soit 200 fois moins que l'énergie solaire directe), elle est multipliée par l’immense superficie marine qui permet de la récupérer. La ressource moyenne globale en énergie des vagues se situerait entre 1,3 et 2 TW d'après le World Energy Council, soit l'ordre de grandeur de la puissance électrique mondiale installée (~2 TW). Présente sur toutes les côtes de tous les océans du monde, elle est toutefois plus importante dans certaines régions, comme l'Atlantique Nord, avec une puissance de 45 kW/m, et particulièrement au large des îles britanniques. En France, son potentiel serait de 40 TWh/an. Le développement technologique de l'énergie houlomotrice se poursuit depuis plus de 20 ans dans plusieurs pays européens.  Le projet Searev1 a été lancé en France à l'École Centrale de Nantes, en 2003. En 2013, les possibilités d’industrialisation ont été mises à l’étude. Il s'agit d'un système off-shore de flotteur clos et étanche dans lequel est suspendue une roue de 9 mètres de diamètre, lestée de béton dans sa moitié inférieure et jouant le rôle d'un pendule. Sous l'action des vagues, le flotteur se met à osciller et entraîne le va-et-vient de la roue. Des pompes hydrauliques liées à la roue pendulaire chargent des accumulateurs à haute pression. En se déchargeant, ces derniers livrent leur énergie à des moteurs hydrauliques qui entraînent des générateurs d'électricité. L'électricité est ramenée à terre par un câble sous-marin. D'une longueur de 24 mètres et d'un poids de 1 000 tonnes, une unité Searev aura une puissance de 500 kW. À terme, une ferme houlomotrice serait constituée de plusieurs dizaines de modules ancrés par 30 à 50 mètres de fond, à 5 ou 10 km des côtes.  Le projet Pelamis : , relève du type de chaîne de caissons flottants. Fondé dès 1998, le groupe Pelamis Wave Power a déjà conduit de multiples opérations pilotes, en Ecosse notamment et au Portugal. Lors des tests près des îles Orkney, de premières connections ont été réalisées entre les Pelamis et le réseau électrique. Mais ces projets cherchent encore des investisseurs pour des applications industrielles ;  Le projet Limpet3 est testé depuis 2000 sur l'île d'Islay (Ecosse). Il recourt à la technologie des colonnes d'eau oscillantes côtières pour une puissance de 500 kW ;  Un prototype Wave Dragon4 est lancé en 2007 au pays de Galles. Il utilise la technologie de plateforme à déferlement pour uploads/Geographie/ energie-des-vagues-l3-automatique.pdf