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éolienne, 20dBA à 2000m) pour générer
des conséquences sanitaires directes en ce
qui concerne les effets auditifs. Les bruits
peuvent être à l'origine d'une gêne selon
les circonstances, souvent exacerbée par
d'autres facteurs.
Au plan de la conception mécanique et
acoustique, il est préconisé une distance
d'implantation minimale de 1500m entre les
lieux de production et les lieux d'implantation. Divers facteurs environnementaux atténuent la puissance sonore : température
et humidité de l'air, effet du sol et du relief
(modeste), présence de forêts, etc. Il est
évident que ces recommandations générales
d'ordre sanitaire peuvent être améliorées
par une conception adaptée de la source de
bruit et la limitation des vibrations, comme
nous l'avons souligné précédemment, par
la limitation des frottements au niveau des
organes de liaison mais aussi par le choix
des matériaux. Les polymères et composites sont des matériaux amortissants qui
dissipent de l'énergie lorsqu'ils vibrent : ils
ont une capacité d'amortissement(2) de 3 à
5 % à température ambiante (20 à 50% pour
certains caoutchoucs). Leur contribution est
modeste mais une réduction plus importante
des bruits aérodynamiques peut être réalisée par une optimisation du profil de l'hélice
[Rog 94].
En conclusion nous constatons le rôle conséquent de la mécanique (travail des liaisons
mécaniques, choix des matériaux, optimisation des profils de pales, etc.) dans l'amélioration environnementale de ces systèmes de
production d'énergie.

III-3 Les hydroliennes
Les hydroliennes sont des hélices sous-marines ou à flots qui utilisent l'énergie des
courants marins ou fluviaux et qui présentent un certain nombre d'avantages sur
les éoliennes : la production d'énergie est
régulière, prévisible en fonction des marées
(dont les horaires sont connus avec précision) et inépuisable. Pour une même puissance les hydroliennes sont beaucoup plus
petites que les éoliennes (cf. figure III-8),
ceci est dû à la masse volumique de l'eau qui
est environ 800 fois plus grande que celle de
l'air (1000kg/m3 pour l'eau contre 1,23kg/
m3 pour l'air). La puissance récupérable par

unité de surface d'hélice est donc beaucoup
plus grande pour une éolienne que pour une
hydrolienne(3).
Comme pour bon nombre de systèmes de
production d'énergie, nous retrouvons les
problèmes mécaniques récurrents liés aux
machines tournantes, comme la tenue des
assemblages et des liaisons, les frottement
et paliers, les bruits, la fatigue et l'usure,
auxquels il faut ajouter les problèmes liés
aux structures d'attache et à la corrosion des
matériaux en milieu marin.

Figure III-8 : Hydrolienne prototype submersible
Sabella [Gui 16,a]

Nous allons développer 4 points importants
dans le fonctionnement des hydroliennes qui
sont partiellement résolus par des innovations en mécanique avec plus ou moins d'impact pour les 3 types d'hydroliennes (de surface, semi-submersibles et submersibles) :
le contexte industriel, la durabilité des matériaux, l'amélioration des performances et
l'environnement.
- Contexte industriel
Il faut actuellement environ 620 hydroliennes pour remplacer un réacteur nucléaire
de 1300MW, elles sont en général regroupées
(éoliennes submersibles) dans des batteries
de 5 ou 6 éléments placés dans des endroits
de forts courants maritimes, pouvant aller
jusqu'à 10 nœuds soit 5m/s. Il faut noter

que la production d'électricité par des systèmes hydroliens est encore au stade expérimental (20MW environ dans le monde). Le
parc hydrolien français représente un potentiel « installable » d'environ 2,5GW avec 3
sites principaux : le Raz Blanchard (entre le
cap de la Hague et l'île d'Aurigny), le Raz de
Barfleur (au large de la pointe de Barfleur
dans le Cotentin) et le passage du Fromveur
(entre les îles de Molène et Ouessant), cette
dernière hydrolienne est la seule hydrolienne
reliée au réseau de distribution d'électricité.
Le potentiel français des courants marins
est estimé par l'Ifremer de 15 à 35TWh/an
[Hyd 18-b]. Quelques grands groupes comme
Naval Energie (Naval Group, ex-DCN), possédaient ou possèdent des branches d'activité
consacrées à la fabrication d'hydroliennes
ou investissent comme EDF et Engie dans
cette production d'énergie, mais la plupart
des fabricants sont des PME ou des startups qui dynamisent largement ce secteur.
Notons qu'actuellement les grands groupes
semblent se désengager dans ce domaine.
- Durabilité des matériaux
Comme pour les éoliennes, le matériau composite est également un candidat intéressant pour les hydroliennes, tant au niveau
des pales qu'au niveau des structures enveloppantes, pour ses bonnes propriétés mécaniques spécifiques (propriétés rapportées
à la masse qui diminuent les efforts sur les
paliers lors de la rotation). Le point fort de
ce matériau est ici sa résistance à la corrosion mais il faut s'assurer de la conservation
des propriétés mécaniques du matériau composite en eau de mer et sous chargements
quasi statiques et cycliques importants, car,
le coût des interventions de maintenance en
mer étant élevé (voir paragraphe IV), il est
nécessaire de garantir une durée de 5 ans.
Il ne faut pas oublier que les hydroliennes
fonctionnent dans des eaux turbides du fait
de la présence de sable en suspension dans
l'eau et l'érosion des pales d'hélice et des
pièces tournantes est très forte.
Compte tenu de la bonne adhésion fibre-matrice, de leurs propriétés mécaniques satisfaisantes et de leur coût, les composites
fibres de verre/matrice organique sont généralement retenus. Des études systématiques
sur deux types de fibres de verre ont été
menées (verre E standard et verre R-HHaute

) l'amortissement d'un matériau est le rapport de l'énergie dissipée au cours d'un cycle à l'énergie fournie.
La puissance cinétique théorique traversant un cylindre de section S est donnée par la relation où est la masse volumique du fluide en kg/m3 et V la vitesse
du fluide en m/

(2

(3)

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