Construction

Un dispositif bon marché et durable pour exploiter l’énergie marémotrice

Des ingénieurs européens ont mis au point un générateur innovant qui pourrait être utilisé pour alimenter des milliers de foyers.

Les vagues océaniques représentent des quantités considérables d’énergie non exploitée largement capables de répondre aux besoins mondiaux en électricité. Cependant, la production électrique à partir des vagues présente un certain nombre d’inconvénients qui la rendent non viable sur le plan économique. Les constructions maritimes actuelles sont onéreuses, et il est difficile de créer un dispositif suffisamment robuste pour survivre dans un environnement océanique rude.

Une nouvelle technologie pour l’énergie marémotrice mise au point avec le financement de l’UE pour les projets POLYWEC et WETFEET promet de dépasser ces obstacles. Une équipe d’ingénieurs européens travaillant sur ces projets a créé un dispositif durable pouvant aider à produire de l’électricité à bas coût pour des milliers de foyers dans les années à venir. Leur recherche a été publiée dans la revue « Proceedings of the Royal Society A ».

Dans leur étude, les ingénieurs ont présenté un système de conversion d’énergie marémotrice équipé d’un dispositif innovant de prise de force électrostatique appelé générateur d’élastomère diélectrique (GED). Le coût de ce GED est moins élevé que les modèles conventionnels et il ne présente aucun composant coulissant ou mobile. Il est également composé de matériaux souples et solides peu coûteux pouvant résister à un environnement marin rude, contrairement aux générateurs électromagnétiques en acier actuels.

Comment fonctionne le générateur

Le GED inclut des membranes flexibles en caoutchouc et s’adapte à l’extrémité d’un cylindre vertical dans lequel le niveau de l’eau augmente et diminue avec le mouvement des vagues. L’eau rentrant dans le cylindre pousse l’air emprisonné vers le haut, élargissant ainsi la membrane. Dans les creux des vagues, le niveau de l’eau diminue, entraînant une compression de la membrane. La présence de matériau diélectrique dans la membrane en caoutchouc produit une tension lorsqu’elle s’élargit et se compresse. Ce processus produit de l’électricité. Pour une exploitation commerciale, cette électricité devrait ensuite être transportée jusqu’au rivage par le biais de câbles sous marins.

Ce GED est conçu pour être incorporé dans les systèmes énergétiques océaniques existants. Selon le professeur David Ingram de l’Université d’Édimbourg les turbines à air et les colonnes d’eau oscillantes des systèmes actuels pourraient être remplacées par la membrane diélectrique en caoutchouc. « On élimine un composant assez complexe de l’équipement électro mécanique et on le remplace par un film en caoutchouc et un ensemble assez sophistiqué d’électronique de puissance l’entretien devrait donc être simple » a-t-il déclaré dans un article publié sur le site web de l’Institution of Mechanical Engineers.

Une version à échelle réduite du système a été testée au Centre de recherche sur l’énergie marine FloWave de l’Université d’Édimbourg, un partenaire des deux projets. Les expérimentations ont démontré qu’un dispositif en taille réelle pouvait produire l’équivalent de 500 kWh, soit suffisamment d’électricité pour alimenter environ 100 foyers. Les ingénieurs pensent que des flottes de dispositifs bon marché et simples à entretenir pourraient être installées dans les eaux écossaises d’ici quelques dizaines d’années. « L’énergie marémotrice est une ressource potentiellement précieuse autour des côtes écossaises, et la mise au point de systèmes pouvant l’exploiter jouerait un rôle inestimable dans la production d’énergie propre pour les générations à venir », souligne le professeur Ingram.

Les projets POLYWEC (New mechanisms and concepts for exploiting electroactive Polymers for Wave Energy Conversion) et WETFEET (Wave Energy Transition to Future by Evolution of Engineering and Technology) sont à présent achevés. L’objectif de POLYWEC était de mettre au point des modèles et des méthodologies d’énergie marémotrice innovants. WETFEET s’est attaché à identifier et à concevoir des composants, des systèmes et des processus susceptibles d’améliorer le secteur de l’énergie marémotrice dans son ensemble.

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