Un parc hydrolien en Bretagne

Le premier week-end de juin 2016, il a été procédé à l’immersion, au large de l’île de Bréhat, de la deuxième hydrolienne d’un parc qui doit en compter 4. Les deux gigantesques machines de 16 m de diamètre vont être raccordées cet été au réseau EDF et lui fournir une puissance de 4 MW.

Fig.1.Vue d'artiste d'une des hydroliennes de Paimpol-Bréhat au fond de la mer. L'hydrolienne a un diamètre de 16m. On remarque l'orifice central qui permet le passage sans problème des poissons et mammifères marins.. Crédit EDF.

Fig.1.Vue d’artiste d’une des hydroliennes de Paimpol-Bréhat au fond de la mer.
L’hydrolienne a un diamètre de 16 m. On remarque l’orifice central qui permet le passage sans problème des poissons et mammifères marins.
Crédit EDF.

On appelle hydrolienne une turbine hydraulique mue par des courants d’eau marins ou fluviaux. En entraînant un alternateur, elle réalise la transformation de l’énergie cinétique des courants de marées en énergie électrique.  

 

Le projet de parc hydrolien de Paimpol-Bréhat est réalisé par EDF, la construction des turbines et leur installation sont du ressort de la société irlandaise Openhydro, filiale de la DCNS (Direction des constructions navales et de systèmes).

Les composants du parc hydrolien

Chaque hydrolienne  est constituée d’une turbine à axe horizontal d’un diamètre de 16m, avec un orifice central de 3 m de diamètre. Cette caractéristique et la faible vitesse de rotation des pales (7 tours/minute) devraient réduire à très peu l’impact de l’installation sur les espèces marines. La turbine  est supportée par un châssis de 21,5x 25 m avec trois pieds de 3m de diamètre. Le poids total de la machine est de 690 tonnes.

Un alternateur situé dans la couronne fixe de la machine est excité par la rotation des pales de la turbine. Les roulements qui supportent la partie rotative (les pales) ne comportent aucun lubrifiant. Il n’y a aucun dispositif mécanique de transmission ni d’électronique de puissance, ni de système de refroidissement. Cette simplicité concourt à la résistance des hydroliennes à l’agressivité du milieu marin.

La photo ci-dessous montre une hydrolienne en fin de montage.

Fig.2. Photographie d'une hydrolienne en cours de montage sur le site DCNS de Brest Crédit ©EDF - DCNS / Nicolas Job.

Fig.2. Photographie d’une hydrolienne en cours de montage
sur le site DCNS de Brest.
Crédit ©EDF – DCNS / Nicolas Job.

C’est le courant des marées qui fait tourner la turbine d’une hydrolienne. Que ce courant soit dans un sens ou l’autre, la rotation de l’alternateur fournit un courant variable qui est envoyé par un câble à un convertisseur étanche placé au fond de la mer. Le courant variable y est redressé en courant continu haute tension. Celui-ci est transporté jusqu’à la côte par un câble  de liaison d’environ 12 cm de diamètre et de quelques 15 km de long. Il aboutit à un poste  situé à terre qui transforme ce courant en courant alternatif haute tension pour raccordement au réseau EDF de distribution.

Le schéma ci-dessous représente l’ensemble du système avec 4 hydroliennes.

Fig.3. Schéma de principe du parc hydrolien Crédit EDF – DCNS.

Fig.3. Schéma de principe du parc hydrolien
Crédit EDF – DCNS.

L’installation des hydroliennes

L’emplacement du parc hydrolien se trouve à quelques 15 kilomètres des côtes bretonnes, au nord-ouest de l’île de Bréat. Il est indiqué par un point vert sur le plan ci-dessous.

 

Fig.4. Plan d'implantation du parc hydrolien de Paimpol-Bréhat. On distingue en rouge le tracé du câble de liaison principal qui apporte le courant depuis le convertisseur jusqu'au poste de transformation à terre. Crédit EDF.

Fig.4. Plan d’implantation du parc hydrolien de Paimpol-Bréhat.
Le point vert indique l’emplacement du parc. On distingue en rouge le tracé du câble de liaison principal qui apporte le courant depuis le convertisseur jusqu’au poste de transformation à terre.
Crédit EDF.

Les hydroliennes, assemblées à terre, sont transportées  et déposées sur le fond au moyen d’une barge spécialement conçue. On voit sur la photo ci-dessous l’installation de l’hydrolienne au port dans la barge.

Fig.5. Vue d'une phase de l'installation de l'hydrolienne dans la barge de transport et de pose. Crédit ©EDF - DCNS / Nicolas Job.

Fig.5. Vue d’une phase de l’installation de l’hydrolienne dans la barge de transport et de pose.  Dans le port de Brest, on procède à l’installation d’une hydrolienne dans la barge de transport et de pose.                                                                                               Crédit ©EDF – DCNS / Nicolas Job.

 

La figure suivante schématise la pose de l’hydrolienne et de son support tripode au fond de la mer.

 

Fig.6. Schéma du transport et de la pose de l'hydrolienne au fond de la mer. Crédit EDF – DCNS.

Fig.6. Schéma du transport et de la pose de l’hydrolienne au fond de la mer.
Crédit EDF – DCNS.

 

Il n’est besoin d’aucun forage ou ancrage au fond de la mer, le poids des machines assurant leur stabilité.

La pose du  câble de transmission dépend de la nature des fonds. En mer, sur fond dur, il est simplement lesté par des charges de béton tandis que, sur fond meuble,  il est enfoui à l’aide d’un robot à jet d’eau sous pression. Cette technique d’enfouissement est aussi appliquée à l’estran, qui représente une zone de 100 mètres environ.

L’estran, zone de marnage ou zone intertidale, est la partie du littoral située entre les limites atteintes par les plus hautes et les plus basses marées. Il constitue un écosystème spécifique, qui peut abriter de nombreuses espèces adaptées aux conditions aériennes et/ou maritimes.

La maintenance  des systèmes

Les interventions lourdes (tous les 4 à 5 ans) sur les hydroliennes et le convertisseur s’opèreront à terre par relevage et transfert à l’aide de la barge.

A priori, le câble de liaison ne demande pas d’entretien. On contrôlera simplement son maintien en position et son ensouillage par vidéo sous-marine.

Ces opérations, peu fréquentes, n’apporteront pas de changement notable dans l’activité maritime des bords de côte.

 

Ce système de production d’énergie a pour caractéristique remarquable d’influer très peu sur l’environnement et cela même par rapport aux autres énergies renouvelables, éoliennes, panneaux photovoltaïques, etc… La situation des machines au fond de la mer et leur faible emprise en surface et volume entraînent fort peu d’action sur le milieu marin. Le câble de liaison, dont l’enfouissement n’aura qu’un impact temporaire sur les fonds meubles, a un effet négligeable sur l’environnement.

La vidéo suivante montre divers stades de l’installation de la première hydrolienne depuis le  site DCNS de Brest jusqu’à l’emplacement final de Paimpol-Bréhat :

Crédit EDF.

Cette première moitié du parc, d’une puissance de 4 MW, va donc fournir une quantité d’électricité de l’ordre de 6 GWh/an, ce qui correspond aux besoins en électricité de  quelques 1500 foyers. Cette puissance sera doublée lorsque les deux dernières hydroliennes entreront en service.

Et, déjà, EDF développe un projet plus ambitieux, le   projet « Normandie Hydro ». Ce parc consistera en 7 hydroliennes posées par 55 m de fond dans le Raz Blanchard, au large du Cotentin par EDF Energies Nouvelles, DCNS et Openhydro. La puissance installée s’élèvera à 14 MW.

 

 

Pour en savoir plus :

PROJET D’INSTALLATION D’UN PARC DEMONSTRATEUR D’HYDROLIENNES EN MER, EDF, 22 mai 2010

ENERGIE HYDROLIENNE, D’UN COURANT A L’AUTRE; EDF

 

 

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