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Greentech : Hydrofluv, une hydrolienne bientôt testée dans la Loire

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En France, l'entreprise iséroise Hydroquest a conçu une hydrolienne flottante prévue pour une utilisation fluviale. Le projet Hydrofluv sera bientôt présenté à Orléans, lors du Festival de Loire, en vue du test grandeur nature qui y sera mené au début de l'année prochaine. La technologie en jeu mérite quelques approfondissements. 

Représentation schématique de l'hydrolienne d'Hydroquest qui sera installée début 2014 à Orléans, entre les ponts Joffre et de l’Europe. Elle restera en place pendant un an. Durant ce temps, son impact environnemental, supposé être quasi-nul, sera évalué par l'entreprise Biotope. © Hydroquest

Les énergies renouvelables sont de plus en plus exploitées à des fins commerciales à grande échelle, notamment pour la production d'électricité. Trois filières se partagent aujourd'hui un monopole : l'éolien, le solaire photovoltaïque et l'hydroélectricité, laquelle domine d'ailleurs largement les deux autres. En France, cette filière repose principalement sur des barrages connectés à des centrales dites gravitaires ou de pompage-turbinage (Step). En 2012, ces installations ont fourni 11,8 % de l'électricité produite sur notre territoire national (soit 63,8 TWh).

Cependant, les barrages ne résument pas à eux seuls cette filière porteuse, car de nouveaux projets cherchent à exploiter au mieux l'énergie cinétique des courants d'eau dans d'autres contextes, avec moins d'impacts environnementaux ou sociaux. Les hydroliennes, qu'actionnent les courants marins comme le vent fait tourner les éoliennes, en sont le parfait exemple. En France, le potentiel hydrolien théorique a été estimé à 3 GW pour la partie marine.

Des entreprises envisagent également l'installation d’hydroliennes dans des cours d'eau, aux mouvements d'eau réguliers et prévisibles, et où d'imposantes infrastructures hydroélectriques ne peuvent être construites. Certes, le marché fluvial est moins porteur que son pendant marin, mais le groupe Navigant Research l'estime tout de même à une puissance cumulée installée de 3 GW d'ici 2025, à l'échelle de la planète. En Isère, une jeune PME grenobloise cherche à exploiter ce nouveau marché.

Voilà plus de deux ans et demi que cette hydrolienne d’Hydroquest est testée dans un canal d'amenée d'une installation hydroélectrique d'EDF. Ici à l'horizontale, la tour se compose de 2 colonnes composées chacune de 4 turbines. © Hydroquest

Une solution pour l’hydrolien fluvial : le projet Hydrofluv

En 2001, Jean-Luc Achard a initié le programme de recherche Harvest (pour hydrolienne à axe de rotation vertical stabilisé), durant lequel neuf brevets internationaux ont été déposés. En 2010, les résultats obtenus ont en plus motivé la création de l'entreprise Hydroquest, puis la mise en test d'une hydrolienne dans un canal d'amenée d'une installation hydroélectrique d'EDF, l'un des partenaires du projet Hydrofluv. Ce dernier va justement bientôt franchir une nouvelle étape : l'installation début 2014 d'une structure dans un milieu sauvage, à savoir le long du quai de la Madeleine à Orléans, dans la Loire.

D'un poids de 2 t, l'hydrolienne grenobloise a la particularité d'être flottante, puisque suspendue à une barge (6 m de long, pour 5 m de large) pouvant être amarrée en tout lieu, tant que le tirant d'eau est supérieur à deux mètres. Elle se compose d'une « tour » constituée de deux colonnes contrarotatives munies d'un nombre ajustable (selon la profondeur du site) de turbines à flux transverse (largeur totale de 1,5 m). Elles sont connectées par groupe à des génératrices à aimants permanents, et protégées des débris charriés par les eaux grâce à des grilles. 

Une clé technologique : une colonne relevable au carénage asymétrique

À Orléans, chaque colonne sera composée de deux turbines qu'actionnera un flux d'eau s'écoulant à la vitesse de 2 à 3 m/s, ce qui est supérieur à la limite de 1,5 m/s en deçà de laquelle le système est inopérant. Dans ces conditions, la puissance de l’installation devrait osciller entre 30 et 50 kW. Plus tard, d'autres hydroliennes de la firme devraient atteindre une puissance de 200 kW (toujours en fonction des sites).

Présentation en vidéo de l'hydrolienne que promeut l'entreprise grenobloise Hydroquest. © Media-Concept-71, Dailymotion

Pour augmenter la puissance fournie par l'installation, les chercheurs ont eu recours à une astuce, en donnant une forme asymétrique aux éléments du carénage bordant les turbines. Leur but : créer un effet d'entonnement afin d'accélérer le mouvement de l’eau agissant sur les pales du rotor vertical. Enfin, un dernier détail technique pourrait séduire les exploitants : la tour est suspendue à un pivot et peut donc être relevée. Cette opération facilite la mise en place et le déplacement de l'installation, mais aussi sa maintenance puisqu'elle se fait hors de l'eau. 

Que penser de l’hydrolienne d’Hydroquest ?

La puissance affichée par l'hydrolienne iséroise reste modeste en regard de celle d'autres technologies hydrauliques exploitées en France. Cependant, elle pourrait trouver sa place en d'autres lieux, par exemple dans des régions où la sismicité limite la construction de barrages ou dans des zones décentrées par rapports aux réseaux interconnectés d'électricité.

Ainsi, cette innovation pourrait être appréciée en Afrique ou en Amérique central, d'autant plus qu'elle est respectueuse de l'environnement : son impact visuel ou sonore est réduit, ses matériaux sont recyclables et elle n'embarque aucun liquide polluant. Par ailleurs, puisqu'il n'y a pas de retenue d’eau créée, les poissons ne se voient pas opposer d'obstacles infranchissables durant leurs déplacements.

Une ombre reste au tableau, celle du coût de l'électricité ainsi produite. Selon Hydroquest, il serait compris entre 100 et 180 euros par mégawattheure (contre une moyenne globale française d'une cinquantaine d'euros), soit, tout de même, moins que le solaire. Les tests à venir devraient le préciser, mais ce point apparaît pour certains comme un facteur handicapant. Pour les personnes désireuses d'en apprendre plus, le projet Hydrofluv sera présenté à Orléans durant le Festival de Loire, du 18 au 22 septembre. 

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L’avenir fera la part belle aux technologies vertes, ce que de nombreux ingénieurs et chercheurs ont bien compris. Publiée toutes les deux semaines sur Futura-Sciences, la chronique Greentech dévoile et décrypte les projets innovants, visant à réduire l’impact de l’Homme sur son environnement, tout exploitant au mieux les ressources naturelles renouvelables.