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Concept
Hydrolienne
Résumé
Une hydrolienne est une turbine hydraulique (sous-marine ou à flot) qui utilise l'énergie cinétique des courants marins ou fluviaux, comme une éolienne utilise l'énergie cinétique du vent.
La turbine de l'hydrolienne permet la transformation de l'énergie cinétique de l'eau en mouvement en énergie mécanique qui peut alors être convertie en énergie électrique par un alternateur. Les machines peuvent prendre les formes les plus variées allant du gros générateur de plusieurs mégawatts immergé en profondeur dans des emplacements à très forts courants de marée au micro-générateur flottant équipant des petits courants de rivière.
Dans les années 2005-2010, la volonté de développer les énergies renouvelables met un coup de projecteur sur les énergies marines et sur l’énergie hydrolienne. La maturité technique du secteur s'affirme et les investissements financiers se mettent en place. Soutenues par des politiques institutionnelles volontaristes, des études techniques et environnementales sont réalisées. Dans le même temps, démonstrateurs et prototypes sont testés en France et à travers le monde pour valider concepts et machines. Dix ans plus tard, le constat est moins optimiste : contraintes techniques, réglementations environnementales et coûts d'exploitation élevés freinent le développement d'un secteur industriel encore fragile.
La puissance cinétique d'un fluide traversant une aire circulaire de surface est :
en W
avec :
Vitesse du fluide au niveau de l'hydrolienne
masse volumique du fluide (eau douce , eau de mer )
vitesse du fluide en m/s.
Limite de Betz
L'énergie récupérable est inférieure à l'énergie cinétique du flux d'eau en amont de l'hydrolienne, puisque l'eau doit conserver une certaine vitesse résiduelle pour qu'il subsiste un écoulement. Un modèle élémentaire de fonctionnement des hélices, dû à Rankine et Froude, permet d'évaluer le ratio de la puissance cinétique récupérable pour une section perpendiculaire au fluide en mouvement. C'est la limite de Betz, égale à .
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