CONTRIBUTION À L’ÉTUDE DE L’ÉNERGIE HOULOMOTRICE

CONTRIBUTION À L’ÉTUDE DE L’ÉNERGIE
HOULOMOTRICE

CONVERSION EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE 

L’oscillateur Par la houle, nous avons le mouvement d’oscillation du volet. Le mouvement de va et vient de l’eau provoque par le déplacement de la vague conduit l’oscillation du volet. Le volet monté sur un bras articulé oscille avec la houle, actionnant un piston relié à un circuit hydraulique fermé combinant un moteur hydraulique/générateur électrique ; comme montré sur la figure ci-dessous. Figure 13 : Compression par le volet oscillant [28] Quand le volet bouge et absorbe de l’énergie ; les pompes à piston hydraulique attachées pompent le fluide hydraulique à l’intérieur du circuit hydraulique fermé. Ensuite, les fluides à haute pression sont introduits dans un moteur hydraulique : « pompe à palette » (ce que l’on verra ensuite) qui alimente un générateur électrique. Après la rotation de la pompe à palette, l’huile ou fluide hydraulique passe dans un réservoir pour remplir un autre piston et vis-versa. 46 La production électrique de cette source est acheminée au réseau de distribution électrique via câble sous-marin. Tous les éléments sont enfermés dans une structure hermétique et ne sont pas en contact avec l’environnement marin. L’installation doit se situer dans les zones proches du littoral : environ 0.5 à 3 km du rivage et à des profondeurs entre 20 à 80 m, perpendiculairement à l’onde de la houle pour l’absorption maximale d’énergie pour avoir un déplacement de vague plus puissant. Avant l’installation, pour avoir une variation stable de  , il faut un mur vertical préinstallé naturellement ou artificiellement. Le but c’est d’avoir de l’oscillation périodique bien balancée à l’aller et au retour.

Pompe à palettes

À partir du mouvement oscillatoire du volet, on veut faire tourner un générateur par l’utilisation d’une pompe à palettes. Une pompe à palettes est une pompe rotative dont le rotor est muni de plusieurs lames (les palettes) qui coulissent radialement et assurent le transfert du fluide pompé. Alors le mouvement oscillatoire du volet va pousser du liquide pour faire tourner la pompe à palettes. Figure 14.a : Pompe à palettes à excentrique [37] C’est une pompe de transfert volumétrique, constituée par un corps en fonte à l’intérieur duquel se trouvent un stator (fixe) et un rotor en acier qui tourne tangentiellement au stator. Solidaires du rotor, les palettes peuvent coulisser et sont maintenues en contact avec les parois du stator par un jeu de ressorts et à la force centrifuge. 47 Figure 14.b : Mécanisme de la Pompe à palettes à excentrique [37] On applique sur cette pompe un liquide poussé par la force du volet en mouvement, et la pression du liquide entraine la rotation du rotor (générateur). Ici, nous devons utiliser la pompe à palettes à double course. Les deux pistons de la figure 13 doivent faire tourner successivement ce rotor. Les 2 orifices en jaune sont l’entrée de fluide comprimée pour faire tourner le rotor, et ceux en rouge sont les refoulements. Figure 15 : Mécanisme de la Pompe à palettes pour l’houlomotrice A : admission R : sortie 1 : stator 2 : Palettes 3 : rotor  3. Les forces mises en jeu Figure 16 : Les forces donnant le théorème de moment de rotation Les forces mises en jeu sont respectivement :  la force F de la vague appliquée au centre de gravité de la plaque et qui se trouve à la distance l de l’axe de rotation passant par O ;  la force F qui pousse le piston pour comprimer l’huile vers la pompe à palettes. Théorème moment de rotation A l’équilibre, la somme des moments des forces est nulle, alors, par cette figure ; nous avons : F l F h . .   

Calcul de la puissance observable

 L’oscillation du volet qui compresse du liquide dans un cylindre de rayon r donne la puissance évaluée par les formules suivantes : Sachant que la pression du liquide poussé par le piston est donnée par : 2 p r F      (30) Et le débit : 2 . Q r V avec V h        V’ : vitesse du piston Nous avons la puissance : [38] P p Q    . (31) 4.1.Puissance d’une pompe P p Q   . (32)  Δp : différence de pression (exprimée en Pascal) entre l’aspiration et le refoulement  Q : débit volumique (exprimé en m3 /s)  Ph : puissance hydraulique W (exprimée en watt) Pour calculer la puissance mécanique absorbée par la pompe, il faut ajouter à la puissance hydraulique les pertes dues au rendement. Le rendement dépend de la technologie de la pompe utilisée et de la pression d’utilisation ainsi que des caractéristiques du fluide (viscosité, température, etc.).