Post on 11-Sep-2018
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 1/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Énergies marines renouvelables :enjeux, techniques et contraintes
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 2/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
PLAN DE L’EXPOSÉ
• Le contexte français
• Les éoliennes
• Les hydroliennes
• Énergie des vagues
• Conclusions
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 3/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
PLAN DE L’EXPOSÉ
• Le contexte français
• Les éoliennes
• Les hydroliennes
• Énergie des vagues
• Conclusions
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 4/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Objectif pour 2020: production de 6 GW150 GW en Europe en 2030
L’usine marémotrice de la Rance en 1966 avec une capacité de 240 MW Deux appels d’offres en 2011 et 2013 pour des parcs d’éoliennes posées avec capacité de 3 GW L’ADEME a lancé en 2013 un appel d’offres pour des fermes pilotes d’hydroliennes
La mise en place d’un site de test au Croisic SEM-REV pour la filière houlomotrice Mais des contraintes…
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 5/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Potentiel de l’éolien posé
Vitesse moyenne annuelle du vent à 100 mètres d'altitudeVitesse du vent > 7 m/s
Bathymétrie < 30 m (40 m en Méditerranée)
L’éolien offshore posé
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 6/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 7/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Potentiel de l’éolien flottant
Vitesse moyenne annuelle du vent à 100 mètres d'altitudeVitesse du vent > 7 m/s
30 m (40 m en Méditerranée) <Bathymétrie < 200 m
L’éolien offshore flottant
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 8/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
L’houlomoteur
Potentiel de l’houlomoteurau large
Puissance linéaire moyenne annuelle de la houle > 20 kW/m
50 m < Bathymétrie < 130 m
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 9/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Concertation
Les zones sont déterminées par le Ministère de l’Ecologie après une concertation menée par les Préfets Maritimes et les Préfets de Département
Tous les acteurs sont invités à participer
Données publiques : Environnement / Paysages et héritage historique / Défense et sécurité / Navigation / Données techniques : ressources, géotechnique / Données Socio-économiques : pêche, extraction de sédiments / Radars / Raccordement électrique …
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 10/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
PLAN DE L’EXPOSÉ
• Le contexte français
• Les éoliennes
• Les hydroliennes
• Énergie des vagues
• Conclusions
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 11/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Comparaison des dimensions - Gigantisme
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 12/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
L’éolienne poséecomposantes et forçages
PalesTurbineMâtPièce de transitionFondation_________________
VentHouleMaréeCourantsDirections
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 13/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Fondation : lien au sol + structure intermédiaire
DE TELS MODES DE FONDATION DEPENDENT TRES FORTEMENT DU SOLET DES FORÇAGES, IL N’EXISTE PAS DE SOLUTION UNIVERSELLE
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 14/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Fondation gravitaire• Analyse du chargement• Etude en cuve à houle / courants / vent• Méthode de construction des caissons en
béton• Méthode d’installation
Etude des fondations
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 15/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Phase construction : Bruit
Battage des monopieux
Systèmes anti – bruit :
1) rideau de bulles 2) barrière anti - bruit
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 16/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Eolienne flottante : lignes tendues
Reproduit la stabilité de la structure fondée
Une partie essentielle des structures flottantes est constituée par ses ancrages !!!
LA ENCORE LES FONDATIONS DEPENDENT TRES FORTEMENT DU SOLET IL N’EXISTE PAS DE SOLUTION UNIVERSELLE
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 17/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
L’ancrage d’une plateforme à ligne tendue doit être surdimensionné, car les lignes doivent TOUJOURS rester en tension, même dans les pires conditions
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 18/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
PLAN DE L’EXPOSÉ
• Le contexte français
• Les éoliennes
• Les hydroliennes
• Énergie des vagues
• Conclusions
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 19/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Bases de la conception(extraits de J.Ruer – Saipem)
Ne pas faire obstacle à la navigation Ne pas faire obstacle aux animaux→ machine sous-marine ? Fiabilité, maintenance réduite, sécurité Machine simple et robuste avec le minimum d’éléments mécaniques exposés à la mer
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 20/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Défis technologiques
Fiabilité des machines Étanchéité – Corrosion – Salissures marines
Mise en place des machines dans les zones de fort courant
Stabilité des machinesTenue des câbles électriques sous-marins Maintenance : récupération et remise en place des machines
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 21/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Dimensionnement à la houle
Pour les structures poséesDimensionnement de la structure avec effort de renversement à la houle
Pour les structure flottantesDimensionnement des ancrages à la houle
Lors des tempêtes, les efforts de renversement peuvent être doublés Les efforts sont particulièrement violents près de la surface, là où les vagues sont les plus fortes En mer ouverte, il est exclus d’utiliser des hydroliennes flottantes (OK dans les zones peu exposées à la houle, les estuaires) → laisser un tirant d’eau suffisant au-dessus de la machine
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 22/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Abrasion par les sédiments marins
Présence de bancs au voisinagedes sites hydroliens
Risque de mise en suspension de sables, graviers et galets
→ laisser un tirant d’eau suffisant au-dessus des fonds (de plus vitesse faible au fond)
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 23/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Variabilité et modification des conditions
hydrodynamiques (marée + houle)
Variabilité et modification des transits
sédimentaires
Performance énergétique
des parcs
Endommagement par chocs
Suspension (sables)
Charriage (sables, galets)
Abrasion
Évolution des fonds
Transport de polluants
Affouillement/dépôt
Conditions de navigation
Stabilité des stocks
sableuxlittoraux,
dynamique des bancs
Qualité de l'eau et des
biotopes
Impact sur les hydroliennes Impact sur le milieu
Insertion en milieu très variable :
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 24/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
PLAN DE L’EXPOSÉ
• Le contexte français
• Les éoliennes
• Les hydroliennes
• Énergie des vagues
• Conclusions
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 25/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Ressource mondiale : 1 Gtep
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 26/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
(Colonne d’eau oscillante)
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 27/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Systèmes bord à quai
Système à franchissement
Rendement : application WOPSIM de l’Université d’Aalborg
Survivabilité : efforts sur les parois, stabilité générale, tassement différentiel
Batteur inversé
Rendement : modèle 3D BEM linéaire, modèle 3D CFD avec digue
Survivabilité : modèle 3D CFD
Système oscillant flottant
Rendement : modèle 3D BEM linéaire, modèle 3D CFD avec digue
Survivabilité : modèle 3D CFD
Colonne d’eau oscillante
Rendement : modèle 3D BEM linéaire
Survivabilité : efforts sur les parois, stabilité générale, tassement différentiel
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 28/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
● Cycle court en termes de production / consommation● Démonstration pour l’offshore● Soutien à la filière des travaux maritimes● Vitrine et tourisme industriel● Aide au choix pour les collectivités
Contexte
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 29/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Analyse multicritère
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 30/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Système à franchissement à trois ou quatre réservoirs
Puissance récupérée dans chaque réservoir
Ouvrages à moderniser et à adapter
Résultats : exemple de Saint-Jean-de-Luz
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 31/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Systèmes à franchissements
Colonnes d’eau oscillante
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 32/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Résultats : exemple de la Baie d’Audierne
3) Flotteur pilonnant sur rail
Technologies
Mesuresdu potentiel
Calculs du potentiel
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 33/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
PLAN DE L’EXPOSÉ
• Le contexte français
• Les éoliennes
• Les hydroliennes
• Énergie des vagues
• Conclusions
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 34/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
Des opportunités pour les travaux maritimeset leurs considérations géotechniques
● Croissance bleue ● Énergies marines pour longtemps● Digues du futur (ouvrage polyvalent / faible coût)● Adaptation à la remontée du niveau marin
Conclusions
Philippe SERGENT, Cerema/DTecEMF Yves NEDELEC – Cerema/DTerSO
Page 35/34
LACANAU – 13 au 15 octobre 2015
LES PLÉNIÈRES 2015Sciences et techniquesdu Génie Civil
JOURNÉESGÉOTECHNIQUE
Énergies marines renouvelables,enjeux, techniques et contraintes
MERCI POUR VOTRE ATTENTIONTOUJOURS SOUTENUE