Au large du Pays de Galles, un prototype de 400 kW baptisé DeltaStream a exploré une idée simple et ambitieuse : capter l’énergie des courants marins là où elle est la plus régulière, jusqu’à une centaine de mètres sous la surface. Porté par Tidal Energy Ltd (TEL), ce démonstrateur a proposé une manière concrète de produire une électricité plus propre à partir des marées, tout en observant finement ses effets sur le milieu marin.
DeltaStream, une approche pragmatique de l’énergie des courants
Conçu comme un dispositif de conversion d’énergie marin, DeltaStream visait à transformer la force des marées en électricité exploitable sur le réseau. L’enjeu n’était pas seulement technique. Le projet devait prouver qu’une telle machine pouvait s’installer rapidement, fonctionner de façon fiable et s’inscrire dans son environnement sans le perturber.
- Objectif premier: démontrer qu’un générateur posé sur le fond marin peut s’ancrer discrètement, se connecter au réseau et produire sur un site réel.
- Objectif associé: documenter précisément les impacts environnementaux, pour éclairer de futurs déploiements.
Comment la machine produisait de l’électricité
Le système reposait sur une base triangulaire en acier posée directement sur le fond marin. Un élément de pénétration assurait la tenue au sol, limitant les travaux lourds et évitant les fondations invasives.
Capture de l’énergie
- Des turbines horizontales étaient installées dans un carter en composite renforcé (FRP), robuste et léger.
- Un système d’orientation hydraulique automatisé permettait aux turbines de se mettre dans l’axe du courant, aussi bien en flot qu’en jusant, afin de capter l’énergie quelle que soit la direction de la marée.
- Chaque unité DeltaStream était conçue pour atteindre environ 1,2 MW en configuration complète. À Ramsey Sound, une version de 400 kW a servi de démonstrateur pour éprouver l’ensemble de la chaîne technologique.
Raccordement et contrôle
- L’électricité produite était évacuée vers la terre via un câble sous-marin puis injectée sur le réseau.
- Un système SCADA (supervision et acquisition de données) assurait le suivi à distance: performances des turbines, disponibilité, qualité de l’énergie, ainsi que la remontée des informations d’exploitation en temps réel.
Pourquoi Ramsey Sound a été retenu
Le choix du site a suivi un processus d’analyse rigoureux couvrant deux douzaines d’emplacements possibles au Royaume-Uni. Ramsey Sound s’est imposé pour un ensemble de critères favorables à un premier déploiement en mer.
- Courants rapides: des marées de vives-eaux atteignant environ 6 nœuds (≈ 3 m/s), idéales pour un rendement élevé.
- Profondeur suffisante: plus de 60 mètres, offrant un compromis entre proximité du fond, sécurité de navigation et facilité d’installation.
- Fond marin dégagé: absence d’obstacles majeurs, simplifiant la pose de la structure.
- Exposition modérée: le site est abrité des vents et de la houle dominants, ce qui réduit les contraintes sur l’équipement.
- Accès réseau fiable: des connexions électriques existantes et accessibles, indispensables pour valoriser l’énergie produite.
- Connaissance écologique robuste: un milieu bien documenté, facilitant la mesure des effets réels du projet sur la faune et les habitats.
Prendre soin du milieu marin: une priorité de TEL
L’installation de DeltaStream a été l’occasion de réaliser une évaluation environnementale complète. L’objectif: vérifier que la machine puisse cohabiter avec la faune marine et l’avifaune locales sans perturber leurs comportements.
- Les observations ont fait état d’impacts faibles sur les mammifères marins et de variations minimes des habitats fréquentés.
- Le suivi a également porté sur les oiseaux côtiers et marins, sans mise en évidence d’effets significatifs.
- La méthode: combiner mesures in situ, retours d’exploitation, et comparaison avec l’état de référence du site, afin d’obtenir une vision concrète et utile pour les futurs projets.
Défis techniques et leçons apprises
Toute expérimentation en mer confronte la technologie à des conditions extrêmes. DeltaStream n’a pas fait exception et a rencontré des difficultés techniques et financières.
- Des problèmes mécaniques et un défaut du système de détection sonar destiné au repérage des mammifères marins ont pesé sur l’exploitation.
- La machine a été désinstallée plus tôt que prévu, après une période de fonctionnement allant de décembre 2015 à mars 2016.
- Malgré cela, le retour d’expérience a été précieux: conception, installation, maintenance, instrumentation, approches de suivi environnemental, et intégration réseau ont bénéficié de données réelles, réutilisables par l’ensemble du secteur.
Un héritage utile pour la filière
La contribution de 400 kW au réseau gallois était modeste, mais symbolique. Le projet a montré qu’il est possible de mobiliser de l’énergie fiable et prédictible au large, et d’opérer un système de production électrique depuis le fond marin.
- Les essais de conception (notamment à l’Université de Cranfield) et l’exploitation en mer ont illustré la maturité croissante des technologies océaniques.
- En révélant le potentiel énergétique à près de 100 mètres sous la surface, DeltaStream a ouvert une voie praticable pour de futurs parcs de turbines sous-marines, plus puissants et plus simples à déployer.
Et maintenant ?
Les progrès réalisés, le corpus de données accumulé et les méthodes de suivi mises au point avec DeltaStream continuent d’alimenter l’innovation. En s’appuyant sur ces enseignements, la filière affine ses choix de sites, ses architectures de turbines et ses pratiques d’exploitation pour accélérer l’arrivée d’une énergie marine renouvelable plus compétitive.
FAQ
Quelle différence entre l’énergie des courants de marée et les barrages marémoteurs ?
- Les systèmes comme DeltaStream exploitent le courant créé par la marée, à l’aide de turbines posées ou ancrées au fond. Les barrages marémoteurs, eux, retiennent l’eau derrière une digue et produisent en turbinant l’écart de niveau. Les premiers sont plus modulaires et généralement moins intrusifs sur le littoral.
La production est-elle intermittente ?
- Les marées sont hautement prévisibles des années à l’avance. La puissance fluctue selon les cycles de marée, mais le profil est régulier. Cela facilite la planification et la complémentarité avec d’autres sources (éolien, solaire) et, si besoin, avec du stockage.
Quelles sont les principales contraintes techniques en mer ?
- La corrosion, les charges de houle, les débris flottants, et l’accès pour la maintenance. Les solutions passent par des matériaux adaptés, des dessins de pales robustes, des composants scellés, et des architectures modulaires facilitant le remorquage et l’intervention.
Comment protège-t-on la faune marine autour des turbines ?
- Par la surveillance en temps réel, des vitesses de rotation modérées, des protocols d’arrêt temporaire en cas de présence d’animaux sensibles, des capteurs (acoustiques/vidéo) et une planification des opérations pour minimiser les perturbations.
Où ces technologies ont-elles le plus de potentiel ?
- Dans les goulets et passages à fort courant, avec une profondeur suffisante, un fond stable, une navigation sécurisée et un raccordement réseau accessible. Les décisions s’appuient sur des campagnes de mesure, des modèles de courant et des études environnementales dédiées.
