Les hydroliennes

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  • Publié le : 5 mai 2010
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Introduction :
Le contexte actuel pousse les entreprises à développer les énergies renouvelables au détriment des énergies fossiles. D’ailleurs, l’exploitation du potentiel marin est en plein essor, des usines marées motrices sont en expansion et la production d’hydroliennes également. Mais, ces deux machines utilisent cette source d’énergie différemment. En effet, les usines marée motricesproduisent de l’électricité à partir de l’énergie potentielle tandis que c’est l’énergie cinétique qui permet la production d’électricité pour les hydroliennes.
Une des différences majeure est la mise en service des machines. Alors que l’usine marrée motrice de Rance est en service depuis 1967, la première hydrolienne française sera installée à Paimpol Bréhat courant 2011 par EDF (_ÉlectricitéDe France_). Cependant, il existe diverses technologies pour les hydroliennes : les hydroliennes à flux transverses et celles à flux axiales.
Nous allons nous intéresser au rendement de ces hydroliennes.
*QUEL EST LE COÛT D’UN KILOWATT* HYDROLIEN ?
Principe de fonctionnement d’une hydrolienne
Energies des courants marins
Quasiment inexistante en MerMéditerranée, le marnage (_variation du niveau du plan d'une voie navigable, d'une retenue en cours d'exploitation normale._) peut atteindre 13.60m dans la baie de Fundy au Canada ou encore 12.6m dans la baie du Mont Saint-Michel. Donc, les hydroliennes ne peuvent être implantées n’importe où.
{text:list-item} Il est connu que les marrées sont influencées par l’attraction de la Lune.
Onnotera :
mT La masse de la Terre
T la terre
L la Lune
M un point à la surface de la Terre
m la masse du de M qui est négligeable devant mT
En effet :
Dans le référentiel Géocentrique non galiléen,
On a {M(m), T (mT)} le système considéré.
{draw:g}
D’où :
fM/T = -g m mT MTMT3=m G(m)
Bilan des forces :
Forces intérieures :fT/M et fT/M
Forces extérieures: fL/Met fL/M
Force d’inertie : fie
fL/M=mGL M=-g m mL LM LM3
fL/T=mTGL MT=-g mT mL LT LT3
Application du PFD dans le référentiel barycentrique R* au point M :
ma= fL/M + fL/T+fie
ma= -mae+ mGLM+mGM
Or,
-mae=-mdvgdt=-m mTGL(T)m+mT+mGMm+mT
D’où
ma=mGM+mGLM-mmT GLMT m+mT-m2GLMm+mT
On a donc :
ma=mG(M)+m mT mT+mL(GLM-GL T )
{draw:frame}
Evaluation ducoefficient de marrée CL(M)=-g mL LM LM3+g mL LTLT3
On fait les approximations suivantes :
LM=TL-RT
RT≪TL
D’où :
CL(M)=g mL(1 TL-RT2-1LT2)u
CL(M)=g mLTL2(1(1-RTTL)2-1)u
A l’aide d’un développement limité :
CL(M)=g mLTL2(1+2RTTL-1)u

CL(M)=2 g mL RTTL3u
Application numérique :
CL(M)=g010-74* 63≪g0
CL(M)=10-7 g0
Comme la Lune, le Soleil exerce une force d'attractionsur la Terre, mais en raison de son éloignement, son effet sur les marées est moindre. La combinaison des forces exercées par la Lune et le Soleil produit une marée à deux maxima qui se font sentir simultanément ou séparément selon la position relative du Soleil et de la Lune à un moment donné. Durant la nouvelle lune ou la pleine lune (lorsque le Soleil, la Terre et la Lune sont alignés), lesmarées lunaire et solaire coïncident provoquant ainsi une marée de vive-eau, ou grande marée, d'une amplitude exceptionnelle. Lors des premier et troisième quartiers lunaires, les axes Lune-Terre et Terre-Soleil forment un angle droit, et les marées sont soumises à des forces opposées de la part de la Lune et du Soleil. Les marées sont alors dites de morte-eau, c'est-à-dire que leur amplitude estinférieure à la normale
L’influence du Soleil et de la Lune à différentes périodes
Les grandes marées d'équinoxe (printemps et automne) sont les plus importantes, elles correspondent au passage de la terre au plus près du soleil dans sa course annuelle autour de celui-ci.
{draw:frame}
{text:list-item} L’amplitude des marées a un effet sur la vitesse du courant. A proximité des...
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