Le Laboratoire des énergies renouvelables du département de l'Énergie des États-Unis a homologué un système qui utilise l'énergie des vagues, générée par le vent et les marées, pour produire de l'électricité. L'annonce a été faite sur son site web officiel le 19 septembre, accompagnée de quelques précisions sur le projet.
Les convertisseurs d'énergie des vagues flexibles ( FlexWEC ) utilisent de grands ensembles de petits générateurs qui , une fois intégrés, répartissent l'énergie des vagues dans l'ensemble du système et la transforment en d'autres formes d'énergie propre et durable. Les concepteurs de cette innovation affirment que ces mécanismes pourront être adaptés à tous types de structures à l'avenir.
Le NREL dévoile une nouvelle technologie pour produire de l'électricité dans l'océan
Nul n'ignore que les énergies fossiles qui alimentent le monde le dégradent à un rythme si accéléré que nous avons à peine le temps de tenter d'y remédier. Des scientifiques du monde entier se sont lancés dans la recherche d'alternatives, et les découvertes ont été rapides. Mettre ces découvertes en pratique, cependant, est une autre affaire.
Blake Boren, chercheur au NREL, a consacré deux ans à un projet visant à repenser et optimiser les méthodes d' extraction d'énergie à partir des courants océaniques. Il a mené à bien ce projet à la fin de l'année dernière et, en 2022, les tests et les procédures juridiques nécessaires ont été réalisés, ce qui lui a permis de présenter les résultats à la communauté scientifique il y a quelques mois.
Il s'agit d'un mécanisme assemblé avec l'aide de l'ingénieur Jochem Weber, qui, au lieu de concentrer l'énergie dans un grand transformateur, comme le font la plupart des appareils, met à disposition plusieurs générateurs beaucoup plus petits, à placer dans l'ordre le plus approprié pour former différentes formes.
Les FlexWEC fonctionnent selon la technologie DEEC (Distributed Embedded Energy Converter), qui vise à maximiser la friction, les vibrations et les oscillations pour absorber leur charge et la transmettre à travers des transducteurs, de sorte que ceux-ci génèrent de nombreux groupes d'énergie électrique qui, une fois regroupés, permettent d'obtenir une charge encore plus importante.
Différents modèles FlexWEC peuvent utiliser des systèmes tels que la contraction, l'expansion, la flexion-torsion ou la contorsion-distension pour réagir aux courants et aux vagues, permettant, grâce à la flexibilité du mouvement, une moindre résistance à la force de l'eau, ce qui facilite l'installation et la maintenance, en plus d'augmenter la durée de vie du mécanisme.
« DEEC-Tec offre aux chercheurs et aux développeurs une toute nouvelle façon d'envisager la conversion de l'énergie marine issue des vagues, des marées et des courants océaniques en formes d'énergie plus utilisables, comme l'électricité. » Blake Boren, chercheur au NREL.
L'atout majeur de cette méthode, outre sa capacité à générer une tension plus élevée à partir d'une même source, réside dans sa flexibilité, qui lui permet de s'adapter à tout environnement approprié. Boren cite l'exemple de vêtements, de bâtiments ou de véhicules capables de produire de l'électricité par le mouvement. Ces micro-convertisseurs auraient d'innombrables applications.
Le plan le plus immédiat consiste à déployer ces systèmes en flottes le long des côtes, à proximité des petites agglomérations, afin de les approvisionner en énergie. Ce déploiement se poursuivra parallèlement aux recherches sur de nouvelles applications pour le DEEC-Tec.
Nanogénérateurs, turbines océaniques : voici quelques-uns des projets les plus ambitieux visant à produire de l’énergie dans l’océan.
Le NREL n'est pas seul dans cette quête ; des idées similaires, bien que différentes dans leur mise en œuvre, ont émergé du monde entier . L'océan recouvre la majeure partie de la surface terrestre, ce qui en fait une excellente source d'énergie. Certaines des idées pour y parvenir sont particulièrement ingénieuses.
Par exemple, Kairyu est le nom d'une mégaturbine développée au Japon pour exploiter le puissant courant de Kuroshio, dont la construction s'est achevée cette année. Installée au fond de l'océan, elle devrait transformer les courants marins entourant l'île en une très forte production d'électricité.
Sa puissance est telle qu'elle peut produire plus de la moitié de l'énergie nécessaire à l'ensemble du pays. Elle est actuellement en phase de test, mais si les essais sont concluants, elle pourrait être pleinement opérationnelle dès l'année prochaine.
En revanche, Sweetch Energy, une entreprise de nanotechnologies, prévoit de construire une centrale osmotique qui exploite l'énergie marine d'une manière inédite. Son mécanisme repose sur la nano-diffusion ionique osmotique, tirant parti des différences de concentration en sodium et en chlore entre les masses d'eau.
Grâce à un système d'électrodes permettant de dissocier les molécules de ces éléments, la centrale pourrait produire jusqu'à 4 térawatts par heure, soit suffisamment d'énergie pour alimenter un quart d'une grande ville. Son ouverture est prévue pour 2023.
On y trouve également le nanogénérateur triboélectrique, un mécanisme utilisé par une équipe de scientifiques chinois qui étudient l'électrification par friction de l'eau pour produire de l'électricité. À l'Institut de nanoénergie et de nanosystèmes de Pékin, ils ont mis au point un procédé permettant de relier des centaines de nanogénérateurs en chaînes afin de capter l'énergie des vagues.
Cette technologie est explorée dans de nombreux autres domaines, car ses applications sont quasi illimitées. Des vêtements médicaux aux dispositifs électroniques, le mécanisme triboélectrique semble être impliqué dans une grande variété d'applications.
De plus, cette membrane GO, comme l'explique la professeure Marta Cerruti de l'Université McGill au Québec, au Canada, a été découverte par son équipe, contient un matériau jusqu'alors inconnu, l'oxyde de graphène (GO), qui, selon les résultats de la recherche, peut être utilisé pour faciliter considérablement le processus de production d'hydrogène à partir d'eau de mer.
Des feuilles de ce matériau peuvent être assemblées pour former une membrane filtrant l'eau tout en séparant les ions chlorure et en empêchant la formation d'ions hypochlorite, qui altéreraient le catalyseur. On obtient ainsi une eau plus pure plus rapidement. Les applications commerciales de cette découverte sont encore lointaines, mais le concept est très prometteur.
