Plateforme énergie thermique des mers
France Energies MarinesHoulomoteur

Houlomoteur

La R&D pour soutenir l’industrialisation des systèmes houlomoteurs

Une grande variété de concepts au stade de prototypes

Les machines de type houlomoteur sont des systèmes visant à récupérer l’énergie générée par les vagues et transportée par la houle pour la restituer, en général, sous forme d’électricité. Quatre types d’implantation sont possibles : sur un ouvrage littoral, en flottant ou sur le fond près des côtes dans des profondeurs d’eau de moins de 20 m, ou bien flottant au large. Ces derniers 200 ans, une grande variété de concepts a été développée, se basant sur des principes de fonctionnement et mécanismes différents. Certains extraient l’énergie potentielle de la houle quand d’autres exploitent son énergie cinétique. Certaines unités de démonstration ont été déployées en mer, mais aucun de ces concepts n’a atteint la maturité et la rentabilité nécessaire pour dépasser le stade de démonstrateur.

Des tests et développements technologiques encore nécessaires

Le passage à l’industrialisation nécessite encore des efforts de tests et de développements technologiques pour répondre aux problématiques suivantes :

  • Augmenter le rendement en améliorant l’équipement électronique de puissance servant à la conversion d’énergie,
  • Innover dans le domaine des matériaux (usage des composites, piézoélectricité ou autre phénomène physique de conversion),
  • Améliorer la robustesse des composants et sous-systèmes (comme les lignes d’ancrage) face à la fatigue et aux sollicitations extrêmes,
  • Développer des systèmes de contrôle et de monitoring pour optimiser les opérations de maintenance,
  • Maîtriser les coûts d’installations et de logistique,
  • Identifier et limiter les impacts sociaux et environnementaux.

Une approche pionnière et structurée

Ces priorités stratégiques pour assurer le décollage d’une filière aujourd’hui handicapée par un coût de production élevé, sont identifiées au niveau européen, dans le plan stratégique pour les technologies énergétiques, et partagées au niveau international. Pour mettre toutes les chances de son côté, le secteur du houlomoteur a innové par rapport aux autres EMR en appliquant l’approche de conception par validation d‘étapes prédéfinies (ou phase-gate) très utilisée dans l’industrie aéronautique notamment. Celle-ci repose sur le choix de critères et d’indicateurs de performance que doit atteindre chaque nouveau concept pour estimer, de manière « universelle », qu’un niveau de maturité technologique est franchi. Cette démarche s’avère cruciale afin de conforter tout investissement dans une technologie considérée à risque. Les fonds publics écossais, européens et étasuniens, qui déboursent respectivement 100 millions de livres, euros et dollars par an, l’appliquent d’ores et déjà. La France n’a encore jamais atteint l’ordre de grandeur de ces niveaux d’investissements. Or, consolider l’avenir du houlomoteur, c’est entendre les arguments forts qui plaident en faveur de la disponibilité de cette énergie : un potentiel techniquement exploitable sur la façade atlantique française supérieur à 10 GW, des territoires d’outre-mer tous dotés d’une part de littoral fortement exposée, et l’adéquation quasi universelle pour assurer sans raccordement une alimentation électrique pour des usages ou activités en haute mer (instrumentation, aquaculture, extraction…).

Pas de R&D spécifique au houlomoteur, mais des thématiques transversales

Bien que France Energies Marines n’ait pas encore lancé d’étude spécifique sur un sujet houlomoteur, les résultats issus de projets transversaux peuvent être appliqués aux technologies houlomotrices.

Les travaux relevant de la caractérisation de sites portent sur l’interaction des vents, vagues et courants dans la colonne d’eau pour évaluer la ressource en énergie des vagues (Projet HYD2M). Ils s’intéressent également à l’influence des vagues sur les structures fixes afin de déterminer les forces à prendre en compte dans la conception, et les conditions potentiellement dévastatrices rencontrées lors d’événements extrêmes tels que les ouragans (Projets DIME, CARAVELE). Plusieurs projets portés par l’Institut apportent des solutions à l’exploitation de l’énergie houlomotrice : conception d’ancrages semi-tendus (Projets POLYAMOOR, MONAMOOR, BAMOS), surveillance des lignes d’amarrage (Projet MHM-EMR) et comportement des câbles ombilicaux d’export (Projets OMDYN, OMDYN2, DYNAMO).

Les impacts environnementaux potentiels des dispositifs utilisant l’énergie des vagues sont étudiés avec : des expérimentations visant à évaluer l’effet des champs électromagnétiques des câbles sous-marins sur les écosystèmes côtiers (Projet SPECIES), la surveillance acoustique passive du benthos (Projets BENTHOSCOPE, BENTHOSCOPE2), la caractérisation du biofouling sur les composants immergés (Projets ABIOP, ABIOP+ et BIODHYL) ou l’évaluation quantitative des métaux libérés dans le milieu marin et issus des anodes galvaniques (Projet ANODE).

France Energies Marines codéveloppe la suite logicielle open source DTOcean+ dédiée à la conception et à l’optimisation des parcs hydroliens et houlomoteurs. Nos équipes ont ainsi développé trois modules phares : caractérisation de sites, fondations et ancrages, acceptabilité environnementale et sociétale (Projet DTOCEANPLUS). L’institut réalise également une optimisation multicritère pour l’alimentation des réseaux électriques isolés (Projet OPTILE).

Représentation et participation aux réseaux des acteurs de la R&D sur le houlomoteur

L’Institut est partie prenante dans plusieurs projets et groupes de travail internationaux dont l’objectif est d’accompagner la R&D menée sur les énergies océaniques pour développer ce secteur :

  • Soutien à la mise en œuvre du plan stratégique européen pour les technologies hydroliennes et houlomotrices (Projet OCEANSET),
  • Programme de collaboration technologique permettant d’avoir une vue précise de l’ensemble du secteur (TCP/OES),
  • Suivi des effets environnementaux du développement de ces énergies (OES Environmental).

Liste des publications en lien avec le houlomoteur (PDF)

Crédit photo : CorPower Ocean

Projets

Terminé

DTOCEANPLUS

Outils de conception avancés pour l'innovation, le développement et le déploiement de systèmes de récupération d'énergies des océans

En cours

OPTILE

Optimisation multicritère pour la production hors réseau d’électricité issue d’énergies marines renouvelables

Terminé

POLYAMOOR

Ligne d’ancrage polyamide souple et durable pour les énergies marines renouvelables

Terminé

ABIOP+

Prise en compte du biofouling au moyen de protocoles de quantification utiles à l’ingénierie

En cours

BAMOS

Comportement et vieillissement des ancrages en cordages synthétiques

Terminé

DIME

Dimensionnement et météocean : modélisation et observations des états de mer extrêmes déferlants pour les énergies marines renouvelables

Terminé

DYNAMO

Suivi en service des câbles dynamiques

Terminé

MONAMOOR

Modélisation et suivi en service des lignes d’ancrages en polyamide

Terminé

OCEANSET

Appui à la mise en œuvre du SET Plan dans le domaine des énergies océaniques

En cours

OES-ENVIRONMENTAL

Initiative collaborative pour le suivi des effets environnementaux du développement des énergies océaniques

Terminé

SPECIES

Interactions des câbles sous-marins avec l'environnement et suivis associés

En cours

IEA-OES

Programme de collaboration technologique sur les énergies océaniques

Terminé

ABIOP

Quantification du biofouling au moyen de protocoles établis et recommandations associées

Terminé

ANODE

Evaluation quantitative des métaux libérés dans le milieu marin et issus des anodes galvaniques des structures EMR

Terminé

BENTHOSCOPE 2

Compréhension et surveillance des impacts des EMR sur le compartiment benthique via une plateforme de mesure dédiée à l’acoustique passive

Terminé

COASTWAVE

Analyse locale à haute résolution de la variabilité des vagues et des déferlements à partir d’imagerie satellite

Terminé

DTOCEAN

Outils de conception pour les systèmes de récupération d'énergie océanique

Terminé

OMDYN

Ombilicaux dynamiques pour les énergies marines renouvelables

Terminé

OMDYN2

Ombilicaux dynamiques pour les systèmes d'énergies marines renouvelables flottants - Phase 2

Services

Caractérisation de sites

Dimensionnement et optimisation des systèmes flottants EMR

Médiathèque

Vidéos

Interlocuteurs

Jean-Francois Filipot

Jean-Francois Filipot

Directeur scientifique

Ludovic Noblet

Ludovic Noblet

Directeur du développement et de la valorisation

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