Hydrolienne

Les hydroliennes utilisent l'énergie cinétique de l'eau en mouvement pour faire tourner une turbine - de la même manière qu'une éolienne utilise le vent pour créer de l'électricité. Cependant, la puissance disponible pour la production d'énergie marémotrice dans une zone donnée peut être plus forte que celle d'une éolienne en raison de la plus grande densité de l'eau. Ces types de générateurs marémoteurs sont généralement les moins chers (bien qu'ils restent assez chers) et les plus respectueux de l'environnement de tous les types de production d'énergie marémotrice. Il existe plusieurs types spécifiques d'hydroliennes qui seront abordés ci-dessous.

Ces types de générateurs ont un impact visuel très faible et sont en grande partie ou totalement immergés. De plus, ils sont moins intrusifs pour la vie marine car ils produisent moins de pollution sonore. Comme indiqué sur la page principale portant sur l'énergie marémotrice, les marées sont plus prévisibles que le vent (qui varie beaucoup). La densité de l'eau est également beaucoup plus élevée que celle de l'air, ce qui signifie que les hydroliennes peuvent être beaucoup plus petites que les éoliennes pour le même rendement. Cet effet est renforcé par l'utilisation de l'effet Venturi, qui est un moyen de faire circuler l'eau plus rapidement dans ces turbines.

Les coûts d'investissement initial pour tous les types de technologies marémotrices sont extrêmement élevés, et il faut un certain temps pour rentabiliser cet investissement. En outre, l'eau de mer est assez corrosive, ce qui entraîne des coûts de maintenance considérables.

Comme les marées montent et descendent une fois par jour, les hydroliennes permettent la production d'électricité intermittente.

Différents types d'hydroliennes

Différentes conceptions de la production d'énergie marémotrice peuvent offrir des avantages variés. Des études approfondies sont encore nécessaires sur cette technologie relativement nouvelle pour comparer les coûts d'entretien, les revenus et les impacts environnementaux sur une longue période. La puissance de sortie peut varier considérablement entre ces catégories d'hydroliennes. Cependant, comme l'industrie de l'énergie marémotrice est très récente, les prévisions de puissance de sortie varient énormément. Actuellement, les données de recherche sur les hydroliennes sont rares en raison de la jeunesse de cette industrie.

Turbines axiales (horizontales)

Figure 1: Turbines axiales sous-marines.

Les turbines axiales ont un rotor qui est parallèle au courant d'eau entrant. Elles utilisent des rotors semblables à ceux que l'on voit sur les éoliennes, mais avec des modifications liées aux différences de propriétés fluidiques de l'eau et de l'air.

Ces dispositifs utilisent la portance de l'eau pour produire de l'énergie. Cela nécessite des surfaces aérodynamiques aux formes particulières pour créer une différence de pression. Cela entraîne une force nette dans la direction perpendiculaire à l'écoulement de l'eau et fait ainsi tourner le dispositif. Les rotors de ce type doivent être soigneusement orientés (cette orientation s'appelle « pas du rotor ») pour conserver leur capacité à exploiter la puissance de la marée lorsqu'elle change.

Turbine à flux croisés

Figure 2. Une turbine à flux croisés.

Les turbines à flux croisés ont un rotor qui est perpendiculaire au flux d'eau mais parallèle à la surface de l'eau (voir la figure 2). Contrairement aux turbines axiales, ces dispositifs utilisent généralement la traînée de l'eau pour générer de l'énergie. Dans les turbines à traînée, la force de l'eau pousse contre une surface, comme le vent sur une voile ouverte. Cela fonctionne grâce au fait que la traînée de la face ouverte de la pale de la turbine est plus grande que la traînée de sa face fermée. Les dispositifs basés sur la traînée sont moins efficaces que leurs homologues basés sur la portance, car ils fonctionnent selon la vitesse d'écoulement relative de l'eau. Cela signifie qu'à mesure que la turbine tourne plus vite, la vitesse d'écoulement relative de l'eau diminue, réduisant le transfert d'énergie.

Turbines à axe vertical

Avec les turbines à axe vertical, l'axe de rotation du rotor est vertical par rapport à la surface de l'eau et perpendiculaire au flux d'eau entrant. Ces turbines peuvent être équipées de pales portantes ou traînantes.

Générateurs oscillants

Les dispositifs oscillants n'ont pas de composante rotative, mais ils utilisent des sections qui sont poussées latéralement par le courant qui circule pour créer une pompe hydraulique. Cette pompe transfère son énergie à un moteur, qui fait ensuite tourner un générateur, produisant de l'électricité.

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