SYSTEMES HOULOMOTEURS BORDS A QUAI

Le Ministère de la transition écologique et solidaire a initié en 2011 dans le cadre du réseau Génie Civil et Urbain (RGCU) un projet national intitulé EMACOP (Energies Marines Côtières et Portuaires) consistant à analyser les systèmes de récupération des énergies issues de la mer en interaction forte avec les infrastructures côtières et portuaires.

Puissance des vagues

L’énergie de la houle est une énergie saisonnière. Elle est 5 à 10 fois plus forte en hiver qu’en été. Les puissances moyennes sur l’année sont calculées pour des profondeurs supérieures à 20m et atteignent facilement 50kW/m au large. Elles sont estimées entre 5 et 20kW/m au pied des ouvrages dans les zones propices

Après analyse des différents systèmes il est apparu que l’énergie houlomotrice était la plus présente et la plus accessible au droit des infrastructures du littoral français.

Le projet EMACOP s’est concentré sur l’analyse des systèmes bords à quai.
Les systèmes pour récupérer l’énergie des vagues se classent en 4 familles : colonne d’eau oscillante, franchissement, batteur oscillant, flotteur.

L’énergie des vagues est globalement plus faible « bord à quai » car les profondeurs sont plus faibles toutefois 3 points positifs :
• Le phénomène de réfraction de la houle sur le fond augmente l’énergie.
• Ce même phénomène diminue l’étalement directionnel de qui améliore le rendement
• La réflexion de la houle sur la digue peut augmenter le rendement

Les 4 familles des systèmes houlomoteurs bord à quai :

Sites propices

L’étude a débuté par la reconnaissance des sites propices à l’installation de ces systèmes. Une cartographie de l’énergie houlomotrice et de sa puissance a été établie. Vingt-deux sites en Manche et en océan Atlantique ont été sélectionnés. L’évaluation de la puissance disponible au droit des digues a conduit a en éliminer 8 dont la puissance de houle annuelle est inférieure à 2,5kW/m.

Une deuxième phase d’évaluation a permis des sélectionner 9 sites d’études dont la puissance de houle annuelle varie de 4,4kW/m à Cherbourg jusqu’à 24,3kW/m à Bayonne. Il ne reste plus que 9 sites à fort potentiel : Antifer, Cherbourg, Flamanville, Le Conquet, Esquibien, Saint-Guénolé, Saint-Gilles-Croix-de-Vie, Bayonne et Saint-Jean-de-Luz.

Pour estimer plus précisément le potentiel houlomoteur sur ces sites il a été décidé d’avoir recours à des modèles numériques. Des mesures in-situ faites à Saint-Guénolé comparées aux résultats des modèles numériques ont montrés des écarts importants et donc la nécessité de faire des mesures sur une longue période.

Choix du meilleur système

Le choix du meilleur système a été effectué sur le site de Saint-Jean-de Luz en regard de son potentiel houlomoteur important.

Les quatre systèmes houlomoteurs étudiés sont :
• Système à franchissement de type SSG (Slot Cone generator)
• Colonne oscillante
• Volet oscillant
• Flotteur ou bouée pilonnant

Les estimations qui suivent sont fournies à titre indicatif et fournissent des ordres de grandeur.

Rendement global (puissance convertie en électricité/puissance incidente) :

Coût de l’énergie :

Avec des LCOE supérieurs à 1€/kWh les systèmes à franchissement et à colonnes oscillantes sont peu compétitifs (solaire et éolien sont à 0,06-0,010 €/kWh),. Toutefois il faut considérer des bénéfices secondaires vis à vis des submersions, de l’érosion ou d’implantation particulière.

Les systèmes à franchissement et les colonnes oscillantes demandent beaucoup de génie civil et seraient plutôt à installer lors de la construction comme élément de la digue.

Exemple de flotteur pilonant-jetée de Gibraltar (ECO WAVE PpOWER 2016)