L’énergie des courants est prédictible, quantifiable, localisée et régulière, ce qui en fait une ressource importante. La société EEL ENERGY a été créée fin 2011 pour développer et exploiter une technologie de couplage entre fluides et membranes ondulantes qui s’inspire de l’ondulation des poissons pour créer de l’électricité. Au long d’une collaboration fructueuse entre l’ADEME, EEL Energy et l’Ifremer, Astrid Deporte en 2016, puis Martin Trash, en 2019, ont tout deux étudié dans leurs thèses le fonctionnement de cette hydrolienne à membrane ondulatoire pour la récupération de l’énergie des courants marins. Ces deux thèses ont été encadrées par Grégory Germain, responsable du bassin d’essai de l’Ifremer à Boulogne-sur-Mer.
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Astrid Deporte. Sujet de thèse : « Caractérisation du fonctionnement d’une hydrolienne à membrane ondulatoire pour la récupération de l’énergie des courants marins »
Au début de ma thèse, nous étions vraiment aux prémices du développement de la technologie innovante d’hydrolienne à membrane ondulante inventée par M. Jean-Baptiste Drevet. Ma thèse sur la caractérisation de ce type d’hydrolienne a permis de constituer un premier socle de connaissances sur cette technologie. Elle a mené au développement des premiers modèles numériques d’interaction fluide-structure et à la constitution d’un premier jeu de données expérimentales servant à valider les modèles numériques.
L’ADEME a été sollicitée pour soutenir le développement de cette technologie de rupture. Il s’agissait en effet d’un sujet de recherche qui s’inscrit, encore aujourd’hui, dans un souci de production d’énergie à partir d’énergie renouvelable à proximité des sites de consommation.
Les résultats obtenus ont permis une meilleure compréhension des forces en jeu et donc de nouveaux développements nécessaires aux projets. A la suite de mes travaux, nous sommes sortis du bassin d’essais de l’Ifremer à Boulogne-sur-Mer où j’ai réalisé ma thèse pour aller faire des essais en mer, en rade de Brest afin de se confronter au milieu naturel. En parallèle, une seconde thèse a été menée sur cette technologie par Martin Träsch.
Martin Träsch. Sujet de thèse : « Caractérisation expérimentale et numérique du comportement hydrodynamique d’une hydrolienne à membrane ondulante»
Les principaux résultats de ma thèse ont permis de modéliser expérimentalement une telle hydrolienne, c’est-à-dire de reproduire à l’échelle le comportement d’un dispositif capable de récupérer l’énergie des courants marins via une membrane ondulante sous l’effet de ceux-ci. Pour ce faire, nous avons réussi à concevoir, fabriquer et tester une maquette à l’échelle réduite, qui respecte les lois de similitude et que l’on peut tester dans un bassin d’essais à houle et à courant.
Le second résultat, lié au premier, est la caractérisation expérimentale du fonctionnement de l’hydrolienne. En effet, la membrane ondulant sous la pression du fluide en mouvement, il fallait arriver à en mesurer le mouvement, ainsi que la puissance convertie en fonction de différents paramètres de conception tels que la taille de l’hydrolienne, sa longueur, sa largeur, sa raideur, sa masse, ou encore le réglage de la conversion d’énergie. On y a associé des mesures de vitesse du courant à l’arrière de l’hydrolienne pour mesurer le sillage, c’est-à-dire les perturbations de l’écoulement en aval de celle-ci, afin de tester la faisabilité de mise en place d’une ferme d’hydroliennes.
Enfin, le troisième résultat de la thèse porte sur le développement d’un modèle numérique d’interaction fluide-structure ad hoc qui permet de tester des configurations du dispositif de manière un peu moins fiable qu’un modèle expérimental mais par contre beaucoup plus rapidement. Cela constitue un apport important de la thèse car ce type de modélisation numérique est assez difficile à développer en raison des fortes déformations et des forts déplacements de la structure dans le fluide.
Ma thèse s’inscrit donc dans la continuité de la collaboration entre l’ADEME, EEL Energy et l’Ifremer. Le financement de cette thèse par l’ADEME a montré l’intérêt à la fois académique et industriel de cette technologie.
Un prototype à plus grande échelle et avec production d’électricité a pu être développé et optimisé en utilisant les résultats de la thèse. Ce prototype a été testé en mer et en rivière. J’ai par la suite transmis ce savoir obtenu à travers ma thèse en enseignant à l’université du Havre et à celle de Poitiers et suis désormais en charge, à l’Ifremer, de la station d’essais in situ de Sainte-Anne-du-Portzic qui permet de tester différents types d’équipements innovants en se rapprochant des conditions réelles d’utilisation en mer.