La houle productrice d’électricité
À la recherche de solutions de roulement pour son convertisseur d’énergie houlomotrice novateur, l’entreprise CorPower Ocean se heurtait au niveau élevé des charges et à la lenteur des mouvements de rotation. Finalement muni de roulements sur mesure SKF, son premier convertisseur grandeur nature sera bientôt prêt pour ses premiers essais.
L’énergie houlomotrice est l’une des plus immenses sources d’énergie propre au monde. Elle a le potentiel de satisfaire 10 % du total des besoins d’électricité mondiaux. Dans ce secteur, un projet de pointe est en cours de développement sur le site de CorPower Ocean à Stockholm, en Suède.
« Ce qui rend l’énergie des vagues particulièrement intéressante, c’est qu’elle présente un profil productif plus constant et peut donc jouer un rôle déterminant dans la transition vers un système énergétique 100 % renouvelable en remplaçant l’électricité d’origine nucléaire ou produite à partir de charbon », affirme Patrik Möller, directeur général de CorPower Ocean.
Fondée en 2010, son entreprise a construit un premier convertisseur grandeur nature à l’issue de plusieurs cycles d’étude. Le prototype a été testé sur le banc d’essai de l’entreprise au cours de l’été 2022 et a été installé au large des côtes portugaises à l’automne de la même année. L’objectif est de lancer un produit commercial validé sur le marché mondial en 2024.
« Nous ambitionnons de devenir une grande entreprise exportatrice suédoise qui construit et fournit des convertisseurs houlomoteurs. Nous entrevoyons un potentiel incroyable en volume pour cette technologie. »
Besoin d’assistance
L’un des partenaires du projet est SKF, qui s’est associé au projet en amont et apporté son aide pour déterminer les types de roulements, de lubrification et de surveillance nécessaires. « Nous avons rencontré quelques obstacles au départ : des mouvements de rotation lents et des charges extrêmes », explique Jacob Ljungbäck, ingénieur en mécanique chez CorPower Ocean, responsable de l’étude d’un volet du produit.
Nous entrevoyons un potentiel incroyable en volume pour cette technologie.
Patrik Möller, DG de CorPower Ocean.
Quand il a entré les valeurs des charges et des vitesses de rotation dans le calculateur en ligne de SKF, le programme a émis un message d’erreur. « Je me suis rendu compte que j’avais besoin d’un peu d’aide et j’ai contacté SKF. »
Il a fini par entrer en contact avec Yvonne Rydberg, ingénieure d’applications chez SKF. « En tant qu’ingénieure d’applications, j’ai été vraiment gâtée d’intégrer ce projet si tôt, estime-t-elle. Quand on arrive à un stade plus avancé, on risque de n’avoir que des problèmes à résoudre. Dans ce cas-ci, on a été impliqué dès le début et on a pu vraiment apporter notre savoir-faire pendant le développement du concept. »
Atelier chez SKF
Au départ, les échanges s’effectuaient par téléphone et par courriel. De nombreuses questions ont surgi. Pour aller de l’avant et réellement progresser, un atelier a été organisé chez SKF à Göteborg. « Nous avons passé une journée entière à examiner le roulement dans son intégralité : le type à sélectionner, ses dimensions, les solutions d’étanchéité, la lubrification, l’installation, etc., détaille Yvonne Rydberg. On a réglé pas mal de points de détail à ce moment-là. »
Jacob Ljungbäck a également apprécié l’atelier : « Pour moi, ça a été extrêmement utile de prendre du temps et de passer en revue tout le roulement. On a certainement gagné plusieurs semaines dans la phase de développement. »
Au cours de l’atelier, le groupe de travail a repéré une solution à l’allure prometteuse qui a servi de base à un certain nombre de prototypes. « Au total, nous avons conçu quatre modèles de roulements que nous sommes en train de tester, indique Jacob Ljungbäck. Par la suite, l’idée est d’évaluer, avec l’aide de SKF, les roulements afin de trouver la solution la plus rentable qui convient à notre application. »
Chez SKF, Yvonne Rydberg attend la suite du projet avec impatience et insiste sur l’intérêt d’être impliquée à un stade aussi précoce du développement, quand peu de paramètres ont été validés : « C’est à ce moment-là qu’on peut apporter le plus de valeur ajoutée et que le client retire le plus d’avantages de notre savoir-faire collectif. »
Les avantages d’une collaboration étroite
Pour les clients, une collaboration étroite avec SKF à un stade précoce de l’étude présente de nombreux avantages :
- Concentration sur un objectif ou une vision : on dépasse la simple résolution de problèmes.
- Avantages en matière de coûts : identification des solutions commerciales les plus adaptées à la tâche.
- Gain de temps : vérification plus rapide de la justesse des choix effectués et de la solution retenue.
- Exploitation des compétences : accès à l’expérience et au savoir-faire collectifs de SKF.
L’énergie houlomotrice : le potentiel de demain
L’énergie des vagues est une immense source potentielle d’électricité verte. Selon le Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC), elle pourrait générer près de 30 000 TWh par an, soit dix fois la consommation annuelle d’électricité en Europe.
Elle pourrait produire de l’électricité à l’échelle industrielle et être associée à d’autres sources d’énergie renouvelables telles que les systèmes marémoteurs et les éoliennes. C’est une source potentielle d’électricité propre pour les îles isolées et les secteurs d’activité offshore telles que les fermes piscicoles, les plateformes pétrolières et gazières, ou là où aucun réseau n’est encore déployé.
« L’énergie houlomotrice est l’une des plus grandes ressources vertes inexploitées de la planète. Elle possède un énorme potentiel exploitable à l’échelle commerciale dans les années à venir », estime Michael Baumann, responsable clients monde application énergie marine chez SKF.
Les côtes ouest des Amériques du Nord et du Sud et de grandes zones de la mer du Nord en Europe sont des régions prometteuses pour la production d’électricité à partir des vagues.
Les technologies telles que celle de CorPower sont actuellement moins matures que celles des hydroliennes. Cependant, le potentiel de l’énergie houlomotrice est nettement plus conséquent que celui de l’énergie marémotrice.
À ce jour, plusieurs prototypes d’houlomoteurs ont été testés dans des conditions marines difficiles. L’énergie houlomotrice n’en est qu’à ses balbutiements, son coût est donc relativement élevé, mais les possibilités de réduire celui-ci sont considérables. Ces technologies doivent démontrer qu’elles peuvent fonctionner avec fiabilité et ont le potentiel de présenter un coût actualisé de l’énergie (LCoE) compétitif par rapport à celui de l’éolien offshore.
Dans le cadre du programme R&D Horizon, l’initiative Green Deal de l’UE alloue d’importants moyens financiers au développement des technologies houlomotrices et marémotrices. Son premier objectif est d’installer une capacité d’énergie marine de 100 MW, puis de la porter à 1 GW à l’horizon 2030.
De son côté, SKF intègre des composants issus de secteurs synergiques, tels que la marine, l’éolien, le gaz et pétrole, et l’hydroélectricité, afin de surmonter certains des obstacles techniques propres à l’énergie houlomotrice.
Projet CorPower Ocean : où en est-on ?
- CorPower a procédé à l’essai des essais, c’est-à-dire un fonctionnement continu et une exposition à toutes les conditions de houle imaginables, notamment en cas de tempête.
- L’entreprise a terminé les préparatifs sur le site d’essai d’Aguçadoura, au Portugal, notamment l’installation des solutions d’ancrage UMACK et d’un câble de raccordement de 6,2 km, ainsi que la rénovation de la sous-station.
- Elle a également achevé le système d’entraînement, qui a ensuite été transporté de Suède au Portugal pour être intégré à la bouée en composite.
