L’énergie houlomotrice pour contrer l’érosion des berges

L’érosion des plages est menaçante et particulièrement difficile à gérer sur les côtes ceinturées par de grands bâtiments et infrastructures urbaines. Au Québec, c’est une réalité à laquelle font face les habitants de l’Est du Bas-Saint-Laurent et de la Gaspésie.

Un groupe de chercheurs de la Quantum Wave Microscopy Unit de l’Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), au Japon, a créé une solution qui peut contribuer à résoudre le problème de l’érosion des berges tout en transformant l’énergie des vagues en électricité. Le 20 septembre 2017, l’équipe a publié sur le site Internet de l’université un article intitulé « A Sustainable Future Powered by Sea ».

Une turbine qui convertit l’énergie houlomotrice

Ce système est composé d’une série de turbines installées le long des côtes (Wave Energy Converter). Selon les chercheurs, cette structure serait capable de résister aux typhons. Pour qu’elles soient efficaces contre l’érosion marine, ces turbines doivent être installées avant les digues naturelles ou artificielles. Les chercheurs proposent d’utiliser les rivages comprenant des tétrapodes, soit des modules de génie maritime de forme tétraédrique en béton, utilisés pour former des brise-lames.

Le professeur Tsumoru Shintake, chercheur principal du projet a fait remarquer que 30 % du littoral japonais est couvert de tétrapodes et d’autres types de brise-lames. Selon Shintake, équiper 1 % de la côte de ce système permettrait de générer 10 gigawatts d’énergie, ce qui équivaut à la production de 10 centrales nucléaires. L’écrasement continu des vagues sur ces turbines est synonyme d’une source d’énergie illimitée.

Notons qu’il existe plusieurs solutions conçues pour récolter l’énergie houlomotrice sur les côtes comme :

• Azura à Hawaï, qui utilise un mécanisme de flottement rotatif à 360 degrés;
• Un système de bouées attachées à une jetée à Gibraltar, qui se dressent et s’abaissent sous l’action des vagues;
• Le tapis de captation d’énergie houlomotrice immergé créé par des chercheurs de l’Université de Califormie à Berkeley;
• Le puits artificiel qui capte l’énergie de l’air déplacé par les vagues conçu en Australie.

Fonctionnement du système de l’OIST

Les turbines seraient alignées en face des brise-lames afin de profiter des forces des vagues tout en les atténuant. Elles récolteraient également l’énergie des vortex provoqués par l’écrasement de la houle sur la côte.

Chaque turbine comporterait cinq lames d’un diamètre de 70 cm (27,6 po), dont l’axe de rotation est relié à un générateur électrique à aimant permanent responsable de la transformation de l’énergie des vagues en électricité. L’énergie récoltée serait transmise par un câble situé dans le mât qui supporte la turbine et connecté à la rive. Un joint mécanique en céramique protège les composants électriques de toute infiltration d’eau salée. Cette conception permet à la turbine de fonctionner pendant dix ans avant qu’il ne soit nécessaire de la remplacer.

La forme des lames est inspirée des nageoires de dauphin afin de résister aux mouvements très forts des vagues et aux autres types de contraintes qui peuvent survenir dans un espace non contrôlé. En effet, les lames se courbent pour absorber les fortes turbulences de l’eau. Leur vitesse de rotation a été calculée afin de permettre aux créatures marines qui traversent la zone des turbines de s’échapper sans se blesser. Selon l’étude, la maintenance peut être effectuée par les équipes qui inspectent déjà les tétrapodes.

La phase initiale du projet a été couronnée de succès et l’équipe est maintenant à la recherche de partenaires industriels pour passer à la phase suivante. Cette dernière vise à démontrer l’efficacité de cette technologie. Pour ce faire, l’équipe installera deux turbines à demi-échelle, c’est à dire ayant des diamètres de lame de 35 cm (13,8 po), pour alimenter des éclairages DEL.