TREMPLIN - #01- LE MAGAZINE DE L’INGÉNIEUR SUPMÉCA - 17

SYNTHESE
La satisfaction des besoins croissants en
énergie dans des conditions qui préservent
l'environnement est aujourd'hui un enjeu capital largement reconnu, en France et dans
le monde, et résumé sous le vocable transition écologique. La réponse à ce défi réside
en grande partie dans le développement et
l'utilisation de techniques nouvelles et variées.
C'est ainsi que la mécanique joue un rôle essentiel dans la réalisation et l'amélioration
de systèmes de captation ou de transformation d'énergie destinés à limiter l'émission
de gaz à effet de serre. Tout en soulignant
l'importance de l'énergie nucléaire, qui a fait
l'objet de nombreuses études par ailleurs,
nous limiterons ici notre analyse à trois systèmes concernés par les énergies durables :
les turbines, les éoliennes et les hydroliennes. Le présent cahier a pour objectif de
présenter cette contribution en insistant sur
les évolutions majeures et en mentionnant
les problèmes restant encore à résoudre.

I- INTRODUCTION
Les besoins mondiaux en énergie sont en
croissance constante (Chine, Inde, continent
Africain), le problème est certes politique et
économique mais les évolutions ne pourront
se faire que par la recherche et l'innovation
technologique dans ce domaine. La satisfaction de ces besoins en énergie comporte
deux étapes :
- la première étape est le choix des sources
d'énergie, qui relève de considérations
d'ordre politique, géographique, économique et stratégique
-
la deuxième étape est la transformation
de l'énergie de ces sources (charbon, fuel,
gaz, nucléaire, hydraulique (barrages), solaire, éolien (courants atmosphériques),
hydrolien (courants fluviaux ou marins))
en énergie utilisable par le consommateur.
Cette énergie utilisable se présente globalement sous forme d'électricité, de mouvement ou de chaleur avec un enjeu capital, en France et dans le monde, que sont
l'environnement et la durabilité, enjeu que
l'on nomme la transition énergétique et
qui consiste en une modification structu-

Aux plans de la conception et de la réalisation, il en ressort notamment l'importance
des outils de simulation de procédés, pour
produire par exemple par thermo-moulage
des pales de grande taille en matériaux
composites, et de modélisation statistique
du fonctionnement pour apprécier les performances et les durées de vie. La réduction
des nuisances sonores ou la lutte contre la
corrosion en milieu marin font appel à des
connaissances de mécanique des fluides,
de matériaux et aussi d'électrochimie (protection cathodique). Les turbines à vapeur
qui convertissent la chaleur en électricité
mettent en œuvre un ensemble de technologies de pointe comparables à celles des moteurs d'avion qui ne sont maîtrisées que par
quelques pays dans le monde.
Il convient aussi de souligner le rôle des
méthodes de maintenance pour assurer la
sécurité des personnes et la continuité de
service, sur de longues durées et au meilleur
coût. La surveillance de l'état des systèmes,
les choix appropriés entre réparation et remplacement constituent des sources de pro-

relle profondes des modes de production et
de consommation de l'énergie. La réponse
à ce défi réside dans l'utilisation de nombreuses techniques qui doivent prendre en
compte les notions de rendement et de
coût.
Parmi les nombreux systèmes de production
d'électricité par captation et transformation d'énergies renouvelables, nous retiendrons les turbines, les éoliennes et les hydroliennes, systèmes dans la constitution
desquels la mécanique est constamment
présente. Les autres systèmes (solaire, photovoltaïque, biomasse etc.) ne font appel
qu'à très peu de dispositifs mécaniques.
L'énergie éolienne est la 2ième source d'énergie
renouvelable dans le monde après l'hydroélectricité, avec une production mondiale de
535 TWh (en 2012), elle représente 11,4%
de la production d'électricité renouvelable
et 2,4% de la production totale d'électricité
[Eol 18-a]. Le potentiel d'électricité hydrolienne marine dans le monde est dérisoire
(20 MW environ) et se limite à peu de pays
(Europe, Canada, Madagascar, Congo) mais
le potentiel mondial hydrolien (fluvial, es-

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grès notables. Enfin, le traitement en fin de
vie et le recyclage, qui devient un impératif,
sont des facteurs non négligeables de l'impact sur l'environnement.
Dans tous ces domaines, les entreprises et
les laboratoires français ont des compétences reconnues. En conclusion, la mécanique reste un domaine d'avenir, à la fois
pour valoriser les atouts nationaux au profit du développement économique et pour
contribuer à la bonne santé de la planète.
Il n'y a pas d'énergie utilisable sans mécanique.
Mots clé : simulations, assemblages, matériaux composites, matériaux spéciaux, frottements, paliers et roulements, réducteurs
et multiplicateurs, fatigue, durée de vie,
maintenance, sécurité.

tuarien et maritime) est estimé entre 125
GW et 150 GW pour une production potentielle de courants marins de 450 TWh/an.
Les réalisions se situent actuellement principalement en Europe (19 MW) et plus particulièrement en France, au Royaume-Uni et en
Norvège, [Hyd 18-b], pays disposant d'une
frontière maritime importante. Le potentiel
hydrolien européen est estimé à 12,5 GW,
soit l'équivalent de 10 réacteurs nucléaires
de 1300 MW.
Parmi les principaux fabricants d'éoliennes
(2012) citons la Chine (Goldwind, 7800 MW,
6% de parts du marché), le Danemark (Vestas,7490 MW, 14,5% de parts du marché), les
Etats Unis (GE Wind Energy, 5900 MW, 15,5%
de parts du marché) et l'Allemagne (Siemens, 3100 MW, 9,5% de parts du marché),
la France ne se plaçant qu'en 12ième position.
Les fabricants d'hydroliennes se situent
principalement en Europe, parmi ceux-ci ci
notons Simec Atlantis et Tidalstream pour
le Royaume-Uni, Rerhydro pour le Canada,
Naval energies ex-DCN), Sabella), Ecocinetic, Eel-Energie, Guinard Énergie, Hedro-gen,
Start-up HydroQuest pour la France, ces listes
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