La solution SEATURNS

La solution SEATURNS est le résultat d’une étude de l’état des technologies WEC (wave energy converter) existantes avec les différents obstacles qui empêchent leur développement commercial.

Cette étude a débouché sur cinq objectifs de recherche : Résister aux différentes conditions de mer. Convertir efficacement l’énergie, selon tous les différents types de houle. Minimiser et faciliter les opérations de maintenance. Etre facile à installer. Offrir différentes possibilités d’utilisation sur différents segments de marché.

La solution retenue est une solution compacte, de taille réduite, simple, qui utilise la technique du pendule d’eau interne oscillant.

La production d’électricité

Avec un gisement global de 18 500 TWh/an, les WEC ont un fort potentiel de développement plus régulier que d’autres systèmes EMR.
La technique du pendule d’eau interne oscillant va alternativement mettre en surpression/dépression deux chambres reliées par un système de turbine. Celui-ci, mis en mouvement par le flux d’air généré, entraîne en rotation un alternateur pour produire de l’électricité.

Plusieurs débouchés existent, la fourniture d’électricité ponctuelle dans des zones côtières isolées ou insulaires ou la production d’électricité dans des réseaux.

La production d’eau douce

Les trois quarts de la planète sont recouverts d’eau de mer, source inépuisable mais salée et les besoins en eau douce pour l’irrigation, l’industrie et l’eau potable sont sans cesse croissants.

Le flux d’air généré grâce à la technique du pendule d’eau interne oscillant met en rotation une turbine en prise avec une pompe. De l’eau de mer est ainsi mise sous pression afin d’être dessalée par le principe de l’osmose inverse.

Plusieurs débouchés existent, la fourniture d’eau douce ponctuelle dans des zones côtières isolées ou insulaires ou la production décarbonée massive d’eau douce.

Un système d’ancrage innovant

Le système d’ancrage et plus particulièrement la fixation périphérique de la ligne d’amarrage aux corps du flotteur lui permet d’associer au mouvement de cavalement un mouvement de tangage faisant osciller le pendule d’eau interne.

Ce système permet au pendule de produire sur différents types de houle même sur les houles les plus longues.

Le flotteur est un ensemble d’éléments basiques

Le flotteur en tôle est composé de deux cylindres coaxiaux, de cloisons de rigidités et d’une cloison séparative, tous soudés les uns par rapport aux autres, le seul élément en mouvement est le pendule d’eau, constitué d’eau de mer prélevée sur place (80 % de la masse du flotteur).

L’extracteur d’énergie (PTO) est un module

Pour produire de l’électricité, le module d’extraction (PTO) est une turbine à air couplée à un alternateur.

Pour produire de l’eau douce, le module d’extraction (PTO) est un convertisseur de pression, qui mets sous pression de l’eau de mer afin de réaliser le principe de l’osmose inverse.

Dans ces deux cas, le module est compact et peut s’extraire simplement et facilement pour le contrôle ou la maintenance.

Des sources de problèmes en moins

Ce dispositif WEC ne comporte aucun dispositif « source de problèmes » affectant la longévité des WEC.

Pas de mécanismes articulés, en contact avec l’eau de mer, à bras oscillants, avec vérins.

Pas de mécanismes avec des butés de fin de course, impossible à dimensionner pour résister à des dizaines de millions de cycles de houle.

Pas de conversions de faibles mouvements et forts couples en énergie productive.

Pas d’ensembles tentaculaires et démesurés pour extraire de l’énergie sur des houles de grande longueur d’onde.

Résister, résister

Le WEC se présente sous forme d’une balise marine, forme reconnue  pour sa résistance aux conditions difficiles et à sa longévité.

Cette forme, c’est aussi la forme des réservoirs contenant des gaz ou des liquides à faible ou haute pression.

Ce design est donc le plus adapté pour résister aux coups de mer, aux vagues exceptionnelles et inhabituelles.

Seul ou en groupe

Le dispositif SEATURNS peut fonctionner individuellement pour la fourniture d’électricité ou la fourniture d’eau douce, ponctuellement dans des zones côtières isolées ou insulaires ou s’utiliser en groupe dans des zones de production en partageant les lignes d’ancrages d’une manière optimale.

Cette taille réduite lui permet à rentabilité comparable à de gros WEC, d’être plus facile et plus souple à transporter à terre et en mer, à installer et à exploiter.

La preuve de concept

Les essais au bassin à houle du LHEEA Centrale Nantes ont démontré que le concept est capable d’absorber une grande partie de l’énergie incidente des vagues et de la convertir en puissance pneumatique.

Dès la phase de preuve de concept une « capture width ratio » supérieure à 20 % a pu être observée, valeur facilement améliorable par des études d’optimisation.