Industrie

L’énergie marémotrice se rapproche du courant dominant

Nova Innovation s'est imposée comme un leader mondial de l'énergie marémotrice et monte rapidement en puissance. Son ambition est de produire une énergie propre à partir des marées et courants marins, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique et au développement de l'économie bleue.

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Même si l’énergie marémotrice (ou hydrolienne) n’en est encore qu’à ses balbutiements, elle recèle un potentiel immense en tant que source d’énergie verte et propre. Ceux qui habitent près des côtes connaissent la puissance et le caractère prévisible des marées régulées par les puissantes forces d’attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil. Ces marées sont une ressource sous-utilisée, mais cela est en train de changer grâce à la stratégie de croissance ambitieuse de Nova Innovation.

Simon Forrest et Gary Connor ont créé cette entreprise en 2010 dans l’objectif de transformer nos modes d’approvisionnement en électricité. À ses débuts, Nova a été financée par des capitaux d’amorçage. Au fil de sa croissance, elle a attiré des investissements d’origine privée et publique. Elle annonce un chiffre d’affaires prévisionnel de trois millions de livres (3,5 millions d’euros) pour 2021 et emploie 30 personnes dans quatre pays. Tout est fabriqué en Écosse. « Nous sommes en pleine phase de croissance et d’expansion à l’heure où le secteur de l’énergie marémotrice s’internationalise et prend son envol », indique Simon Forrest, directeur général de Nova.

Gary Connor est son directeur technique. Il explique en quoi consiste la gamme de produits de l’entreprise : « Nous concevons, construisons et exploitons des hydroliennes qui produisent de l’électricité à partir du flux et du reflux des marées. Les turbines de Nova peuvent être installées en eaux profondes, en eaux peu profondes, dans les estuaires et les grands cours d’eau du monde entier. Elles peuvent être immergées rapidement et leur durée de vie prévue est de 20 ans. »

Conception novatrice

Nova exploite la technologie marémotrice : l’énergie dégagée par les mouvements de l’eau au cours des marées est captée par des machines qui ressemblent à des éoliennes sous-marines. L’écoulement de l’eau fait tourner les pales, ce qui génère de l’électricité. Les turbines Nova font appel à un système d’entraînement direct : plus de multiplicateur susceptible de complexifier et de renchérir le coût de la conception. « L’hydrolienne Nova M100-D, d’une puissance de 100 kilowatts, est résistante, évolutive et adaptée à un déploiement dans un large éventail de lieux, notamment les eaux profondes, les eaux peu profondes, les environnements estuariens et fluviaux, insiste Gary Connor. De taille relativement modeste, la machine repose en toute sécurité sur le fond de la mer et produit une énergie propre, fiable et prévisible. »

Selon Simon Forrest, la nature prévisible de l’énergie marémotrice parle en sa faveur : « L’énergie éolienne et l’énergie solaire nous ont rapproché à pas de géant des objectifs de neutralité carbone, mais elles ne sont pas totalement prévisibles. L’énergie marémotrice ajoute un degré de prévisibilité bien nécessaire au sein du réseau d’électricité grâce à une ressource exclusivement renouvelable. » Et son collègue d’ajouter : « Autre aspect apprécié de l’énergie marémotrice, nos turbines sous-marines sont invisibles et ont zéro impact visuel sur le paysage. Il n’y a aucun barrage, aucune digue et aucune conséquence sur la navigation : les navires et les bateaux peuvent naviguer au-dessus de nos sites hydroliens sans aucun problème. »

Nova mène actuellement des projets au Canada, en Écosse, au Pays de Galles, en France et dans d’autres parties du monde. « Nous traversons une période passionnante, nous nous internationalisons et nous élargissons notre activité », se réjouit Simon Forrest.

Gary Connor, directeur technique de Nova Innovation.
Simon Forrest, directeur général de Nova Innovation.

Caps importants

Nova a installé le premier site hydrolien offshore au monde dans les îles Shetland, en Écosse, en 2016. Le site s’est agrandi en 2020 et compte désormais quatre hydroliennes. Deux turbines supplémentaires seront installées en 2022. Les machines produisent de l’énergie verte et approvisionnent le réseau national en électricité depuis plus de cinq ans. Elles ont produit l’équivalent de plus de 36 000 heures de fonctionnement. En 2018, Nova a créé en collaboration avec Tesla un site de stockage proche de ses installations dans les Shetland. C’est ainsi qu’est née la première centrale hydrolienne au monde reliée au réseau d’électricité et capable de fournir de l’énergie à la demande.

C’est l’une des plus grandes et des mieux documentées banques de données de suivi environnemental des hydroliennes au monde.
Gary Connor, directeur technique de Nova Innovation

En 2019, un premier contrat nord-américain, premier projet de l’entreprise en dehors du Royaume-Uni, a été signé pour installer et exploiter 15 turbines à Petit Passage, en Nouvelle-Écosse, au Canada. La première turbine doit être immergée en 2021.

En novembre 2020, le gouvernement gallois a financé Nova à hauteur de 1,2 million de livres pour le projet de site hydrolien Enlli au nord du pays de Galles. Son ambition est de créer la première île à « énergie bleue » au monde. L’électricité sera produite à partir du flux et du reflux naturel des marées entre l’île de Bardsey (Ynys Enlli en gallois, l’île des courants) et le continent, la péninsule de Llŷn. Nova prévoit d’installer cinq turbines de 100 kilowatts (kW) au fond de la mer, avec la possibilité d’en installer d’autres ultérieurement.

En février 2021, l’entreprise a annoncé son intention d’aménager un nouveau site en Écosse. Crown Estate Scotland a signé avec Nova un pré-contrat portant sur un projet de 3 MW, Òran na Mara, dans le détroit d’Islay. Elle installera une série d’hydroliennes entre l’île d’Islay et celle de Jura, dans les Hébrides intérieures. L’énergie propre et renouvelable produite par les marées remplacera les combustibles d’origine fossile consommés sur les îles et pourra alimenter les distilleries de whisky locales. Plus récemment, en mars 2021, Nova a créé la première borne de recharge de véhicules électriques au monde alimenté uniquement par les marées dans les Shetland.

Aucun danger pour la vie marine

Un aspect primordial de la stratégie de Nova est de s’assurer que ses hydroliennes ne représentent pas un danger pour le milieu marin. En 2010, l’entreprise a mis en place un suivi environnemental pour son site marémoteur des Shetland. « Nous avons réuni plus de 1 000 heures d’études terrestres sur les oiseaux de mer et les mammifères marins dans le détroit de Bluemull et enregistré plus de 20 000 heures de vidéos sous-marines autour des turbines, détaille Gary Connor. C’est l’une des plus grandes et des mieux documentées banques de données de suivi environnemental des hydroliennes au monde. Elle nous permet de connaître la présence et le comportement de la faune marine dans les sites marémoteurs et autour des turbines. » Le suivi environnemental montre que la faune marine est absente autour des turbines lorsque le courant de marée est suffisamment puissant pour entraîner celles-ci. Cela signifie que la probabilité pour que des poissons, des oiseaux plongeurs ou des mammifères marins se déplacent autour d’hydroliennes en rotation est très faible. Aucun effet négatif n’a été constaté sur la faune marine.

Roulement à rouleaux coniques SKF.

Devenir compétitif

Depuis 2017, Nova dirige un consortium d’entreprises dans le cadre d’un projet financé par l’Union européenne : « Enabling Future Arrays in Tidal » (EnFAIT). Ce projet phare consacré à l’énergie marémotrice et abondé à hauteur de 20,2 millions d’euros porte sur l’aménagement, l’exploitation et le démantèlement du premier site hydrolien en mer au monde (six turbines) pendant une période de cinq ans. Son objectif est de démontrer qu’il y a moyen de réduire les coûts de production de l’énergie marémotrice et de prouver qu’elle peut être compétitive par rapport aux autres formes d’énergie renouvelable. Le projet s’achèvera en 2022. Ses résultats seront évalués par des experts indépendants. Ils dépassent déjà toutes les attentes, démontrant que l’énergie marémotrice est un secteur d’activité d’envergure internationale dont le marché est estimé à 138 milliards d’euros d’ici à 2050.

« Le développement de toute nouvelle technologie de production d’énergie coûte cher, rappelle Simon Forrest. Toutes les autres sources d’énergie – le charbon, le pétrole, le gaz, le nucléaire, le solaire et l’éolien – ont reçu le soutien financier des États pour pouvoir être commercialisables. Au fil du temps, les coûts ont diminué à mesure que les technologies se sont affinées. »

Et Gray Connor d’ajouter : « L’énergie marémotrice est une technologie nouvelle, mais ses coûts baissent. Elle est déjà compétitive par rapport à la production d’électricité à partir de diesel, ce qui présente des avantages considérables pour les populations isolées et insulaires qui sont souvent tributaires des importations de carburant pour leur électricité. Nova Innovation fait baisser le coût de l’énergie marémotrice et investit de nouveaux marchés dans le monde entier à mesure que cette forme de production d’énergie se développe. ». D’ici 2030, cette forme d’énergie sera probablement moins onéreuse que l’électricité d’origine nucléaire ou issue des combustibles fossiles, offrant ainsi une solution propre et respectueuse de l’environnement aux besoins énergétiques mondiaux.

Joint SKF Simplex.

La technologie des turbines Nova

Nova a démarré avec un prototype de turbine de 30 kilowatts (kW) en 2014 et a ensuite créé le premier site hydrolien en mer au monde en 2016 dans les Shetland avec trois turbines de 100 kW. Sa machine la plus récente est une hydrolienne à entraînement direct de 100 kW, la M100-D, qui permet de se passer d’un multiplicateur. En raison du nombre réduit de pièces mobiles, sa fiabilité est accrue et l’intervalle entre les interventions de maintenance est doublé, passant d’un an à deux ans, ce qui réduit encore le coût de cette forme d’énergie. La turbine à entraînement direct est plus performante et plus fiable. Sa conception modulaire permet de ramener les coûts de 30 % et rend la maintenance plus rapide et moins onéreuse. Une nouvelle sous-structure facilite l’installation et la récupération de la nacelle de la turbine au fond de la mer.

Dans le cadre de son ambition de développer sa propre activité dans le domaine de l’énergie marine, SKF collabore depuis longtemps avec Nova Innovation, notamment sur la nouvelle turbine à entraînement direct. « La technologie d’entraînement direct n’est certes pas une nouveauté pour nous, mais c’est la première fois que nous avons été associés à sa mise en œuvre sous l’eau dans une application d’énergie marémotrice, explique Michael Baumann, responsable du développement commercial secteur énergie marine et océanique chez SKF. Il était essentiel que nous fournissions une solution capable de résister aux conditions extrêmes rencontrées au fond de la mer tout en restant attractive du point de vue coûts/économies. »

Les équipes SKF et Nova ont collaboré étroitement à son développement. « Nous avons travaillé avec Nova pour concevoir un arbre principal tout-en-un “prêt à l’emploi” dans le but d’optimiser la conception et d’améliorer la fiabilité. La solution comprend des roulements de rotor, des joints résistants à l’eau salée et d’autres composants tels que le palier, l’arbre du rotor, ainsi que la lubrification et la maintenance conditionnelle. » SKF s’est également chargé de l’assemblage.

Michael Baumann et son équipe doivent maintenant continuer à développer la solution en vue de rallonger encore les intervalles entre les interventions de maintenance sur les turbines. « La turbine à entraînement direct est plus petite et plus facile à manœuvrer qu’une turbine avec multiplicateur, mais il faut quand même la hisser du fond de la mer pour effectuer les travaux de maintenance. Un intervalle plus long réduira les coûts du client. Ce que nous étudions actuellement, c’est de rallonger encore les intervalles entre les opérations de maintenance. »

Et Gary Connor de Nova d’ajouter : « Nous entretenons de très bonnes relations de travail avec SKF, et nous sommes très impressionnés par son professionnalisme et la qualité de ses équipements. » Michael Baumann partage la même opinion : « Nous sommes fiers de notre partenariat technique et nos équipes ont noué une forte relation de confiance. »

« À mesure que nous nous allons nous développer et commencer à fabriquer nos turbines en série, les coûts vont continuer à baisser, ce qui permettra de sortir l’énergie marémotrice de sa niche, reprend Gary Connor. Nos hydroliennes peuvent être installées individuellement ou en plusieurs unités sur des sites pour créer des parcs de plusieurs mégawatts adaptés à tous les besoins des clients. » Et SKF souhaite apporter le soutien à long terme dont Nova aura besoin pour accélérer la commercialisation de l’énergie marémotrice.

Nova Innovation

Création : 2010.

Implantation : représentations au Canada, en Écosse, en Irlande, au Pays de Galles et en Belgique.

Propriétaire : entreprise privée.

Produits : hydroliennes.

Effectif : 30.

Chiffre d’affaires : 3 millions de livres (3,5 millions d’euros).

Website : https://www.novainnovation.com/