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Énergies renouvelables Quelle place pour
locéan ?
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Lénergie aujourdhui
Trois types dénergie

• les combustibles fossiles charbon, gaz naturel
  et pétrole
• Lénergie nucléaire (de fission)
• Les énergies renouvelables

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Vers le développement des énergies renouvelables
Pourquoi

• La question des réserves
• Pétrole environ 40 ans au rythme daujourdhui
• Gaz naturel environ 70 ans au rythme
  daujourdhui
• Charbon environ 230 ans au rythme daujourdhui
• Nucléaire ressources conventionnelles en
  uranium environ 50 ans

• La question de limpact sur lenvironnement
• Émission de gaz à effet de serre (essentiellement
  CO2) protocole de Kyoto
• Émission de gaz responsables de pollutions acides
  (dioxyde de soufre)
• Production de déchets radioactifs

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Énergie renouvelable de quoi sagit-il ?

• Source dénergie qui se renouvelle suffisamment
  rapidement à léchelle de lhomme pour être
  considérée comme inépuisable

Différente dune énergie propre ou énergie verte
qui ne produit pas de polluants
Historiquement, les énergies renouvelables sont
les premières sources dénergie utilisées par
lhomme
On dénombre six  types  dénergies
renouvelables

1. Le soleil énergie solaire
2. Le vent lénergie éolienne
3. Leau lénergie hydraulique
4. Le sous-sol la géothermie
5. La biomasse
6. Les déchets

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Énergie renouvelable et lOcéan ?
Six formes dénergie

1. Énergie éolienne offshore le vent souffle plus
   intensément en mer que sur terre, ceci est
   notamment lié à la présence de vastes étendues,
   libres dobstacles.

1. Énergie houlomotrice (liée aux vagues) les
   vagues sont des ondes de surface qui peuvent
   voyager loin et longtemps. Elles sont générées
   par le  frottement  de lair sur la surface de
   leau.

1. Énergie marémotrice la marée est un phénomène
   dorigine astronomique mettant en jeu les forces
   gravitationnelles et centrifuges et susceptibles
   de déplacer des masses deau importantes et de
   générer des courants importants.

1. Énergie hydrolienne elle sappuie sur les
   courants marins, courants de marée ou liés à la
   circulation générale des océans.

1. Énergie thermique elle sappuie sur le gradient
   vertical de la température de leau de mer. Cette
   énergie est exploitable essentiellement en zone
   intertropicale où la variation de température
   peut atteindre 20c.

1. Énergie osmotique elle sappuie sur le gradient
   vertical de salinité entre leau de mer et leau
   douce.

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Quels sont les besoins auxquels pourraient
subvenir lOcéan ?
Consommation Humanité environ 10 Gtep
On se limite aux cas où lénergie est exportable
à terre, sous forme délectricité essentiellement.
1. Énergie marémotrice
Énergie naturellement dissipée équivalente à
combustion de 2 Gtep
Potentiel de production annuel 0.5 de
lénergie dissipée naturellement
Ex Usine de la Rance représente 0.002

• Contribution limitée de cette forme dénergie

2. Énergie de source solaire (thermique,
hydrolienne)
Flux solaire moyen absorbé par locéan 30 000
Gtep Transfert de chaleur des Tropiques vers les
régions polaires 3 000 Gtep Gulf stream 1 000
Gtep
3. Énergie éolienne
Énergie naturellement dissipée estimée à 40 Gtep
Pb impacts sur lenvironnement, modification
des flux, modification de la circulation,
perturbation de léquilibre ?
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Lénergie houlomotrice principes et exemples
(1/7)
Potentiel mondial dénergie houlomotrice
Source Wave Energy paper. IMechE, 1991 and
European Directory of Renewable Energy
(Suppliers and Services) 1991
Ensemble des côtes de GB 4 fois la demande du
pays Ensemble des côtes de France 95 de la
demande du pays
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Lénergie houlomotrice principes et exemples
(2/7)
Description dune vague

• Énergie liée aux vagues
• Énergie potentielle liée au déplacement vertical
  des particules deau
• Énergie cinétique liée à la vitesse des
  particules deau
• On peut montrer que lénergie des vagues est
  proportionnelle au carré de la hauteur

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Lénergie houlomotrice principes et exemples
(3/7)
Les technologies utilisées

1. Flow driven systems

Colonne deau/air oscillante uniquement énergie
potentielle
a. Système LIMPET déployé à la côte
Île Islay
b. Système MRC1000 déployé au large
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Lénergie houlomotrice principes et exemples
(4/7)
Les technologies utilisées

1. Flow driven systems

Overtopping devices utilisation des
 débordements deau , uniquement énergie
potentielle
a. Exemple de déploiement au large Wave Dragon
Source images http//www.wavedragon.net/
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Lénergie houlomotrice principes et exemples
(5/7)
Les technologies utilisées

1. Flow driven systems

Overtopping devices utilisation des
 débordements deau , deux formes dénergie
b. Exemple de déploiement au large Waveplane
Source images http//www.waveplane.com/
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Lénergie houlomotrice principes et exemples
(6/7)
Les technologies utilisées

1. Hinged devices (bras articulé)

Utilisation de la pression hydraulique
a. Pelamis
b. pendulum
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Lénergie houlomotrice principes et exemples
(7/7)
Les technologies utilisées

1. Point absorbers

a. Powerbuoy
b. AWS
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Lénergie marémotrice principes et exemples
(1/7)
Quest ce que la marée ?
Force centrifuge liée à rotation de la terre
force gravitationnelle de la lune
soleil
Cycle mensuel mortes eaux vives eaux Cycle
annuel équinoxe (terre, soleil et lune dans le
même plan) Cycle pluri-annuel environ 18 ans,
appelé SAROS
Images source IFREMER
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Lénergie marémotrice principes et exemples
(2/7)
Quest ce que la marée ?

• Exploitation de deux formes dénergies
• énergie potentielle liée aux variations du
  niveau moyen du plan deau
• énergie cinétique liée aux courants de marée

Images source IFREMER
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Lénergie marémotrice principes et exemples
(3/7)
Évaluation de la puissance mécanique dune
turbine utilisant lénergie potentielle dune
retenue deau
P ?gQh P puissance ? masse volumique du
fluide g accélération de la pesanteur Q débit
volumique h hauteur deau retenue
h
Q
Évaluation de la puissance mécanique dune
turbine utilisant lénergie cinétique du courant
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Lénergie marémotrice principes et exemples
(4/7)
Moulin à marée exemple du moulin de lîle de
Bréhat
Images http//www.bretagnenet.com/moulin_brehat/
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Lénergie marémotrice principes et exemples
(5/7)
Lusine marémotrice de la Rance utilisation de
lénergie potentielle (essentiellement)
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Lénergie marémotrice principes et exemples
(6/7)
Lagon artificiel utilisation de lénergie
potentielle
Images http//www.tidalelectric.com
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Lénergie marémotrice principes et exemples
(7/7)
Le projet Seaflow exemple dutilisation de
lénergie cinétique
Images http//www.marineturbines.com
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Lénergie hydrolienne
Projet marine Current turbines Ltd

• Restrictions
• Respect de lenvironnement migration des
  poissons et mammifères marins
• Brassage des eaux marines
• Transfert de chaleur
• Échanges de nutriments
• Etc.

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Lénergie thermique