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Hydroliennes, l'Ifremer réalise des essais pour optimiser la filière

Installation de capteurs d'efforts sur une pale d'hydrolienne en composite (© Ifremer/Stéphane LESBATS)

L’Ifremer a réalisé un essai de rupture sur une pale d’hydrolienne grandeur nature, une expérimentation qui vise à améliorer la performance, la fiabilité et la disponibilité des hydroliennes.

Tester la résistance des matériaux

Un laboratoire de l’Ifremer a réalisé un essai de rupture sur une pale d’hydrolienne grandeur nature, sous un poids de plus de 16 tonnes. Le but était de tester sa résistance dans l'objectif de réduire les coûts de fabrication dans le cadre de l'industrialisation de la filière.

La pale en forme d'aile d'avion mesure 5 m de long. Boulonnée à une plaque en acier pesant plus de 6 tonnes, le test consiste à lui appliquer une force pouvant atteindre 60 tonnes -l’équivalent du poids de 60 voitures- et la pousser jusqu'à la rupture.
Les courants marins soumettent les pales à des forces équivalentes à 10 tonnes et qui peuvent passer les 15 tonnes en conditions extrêmes. Par précaution, les fabricants surdimensionnent les pales. En connaissant mieux les efforts et la réponse des matériaux, la quantité de composite pourrait être optimisée.

C’est la première fois que des essais de rupture sont menés sur ce type de pale. Ces tests grandeur nature sont essentiels pour valider les outils de calcul numérique et d’optimisation. On peut ensuite réduire le dimensionnement ou modifier les matériaux utilisés, grâce aux modèles numériques.
Peter Davies, chercheur au LCSM à l’Ifremer

Après à une vingtaine d'essais finalisés le 14 janvier 2021, l’aile a cassé sous un poids de plus de 16 tonnes. Une 2e série de tests est prévue au printemps, avec une conception de pale améliorée pour monter en charge.
Cette nouvelle pale en composite à fibre de carbone est une conception de l’entreprise Sabella*, une PME quimpéroise spécialisée dans la production d’énergie hydrolienne.

L'aspect environnemental

En parallèle, Ifremer mène une étude -2018 à septembre 2021- visant à réduire l’impact environnemental et à optimiser le nombre de pales.
Deux problématiques se posent: le vieillissement des matériaux et le recyclage des pales en fin de vie, une question non résolue actuellement.

Parmi les pistes explorées: des composites à renfort en fibres de lin avec de bonnes perspectives suite aux tests. Cette solution nécessiterait des couches plus épaisses et un compromis à trouver entre performance et impact environnemental.
Autre angle d'étude, un nombre de pales réduit à 3 au lieu de 5. Le rotor optimisé a fait ses preuves, avec en conséquence des perspectives de gain de coût de fabrication.


*Sabella a déjà installé et testé une hydrolienne dans le passage du Fromveur, une zone de forts courants à proximité de l’île d’Ouessant.
Posée à 55 mètres de profondeur, cette hydrolienne -la D10- fut la première hydrolienne à alimenter le réseau électrique français à partir de novembre 2015.


Nathalie Le Roy

Publié le