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Posté par Isabelle le Mercredi 27/12/2017 à 12:00
Un nouveau concept améliore la rentabilité de l'énergie houlomotrice

© PolyWEC
L'exploitation de l'énergie houlomotrice est un concept prometteur mais ardu en termes économiques en raison d'un environnement difficile et d'une efficacité de conversion énergétique assez faible. Le projet PolyWEC propose une approche radicalement nouvelle dans laquelle l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) houlomotrice est convertie en électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de...) grâce à l'action de générateurs déformables en caoutchouc.

Le projet POLYWEC (New mechanisms and concepts for exploiting electroactive polymers for wave energy conversion), financé par l'UE, a développé une nouvelle classe de polymères convertisseurs d'énergie houlomotrice (WEC, pour wave energy converter) qui exploitent des générateurs diélectriques en élastomère (DEG, pour dielectric elastomer generator) pour produire une énergie houlomotrice commercialement viable. Les DEG sont des condensateurs déformables constitués de films de caoutchouc diélectrique et de plusieurs couches d'électrodes qui peuvent être exploités pour convertir l'énergie mécanique (L'énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l'énergie d'un système emmagasinée sous forme d'énergie cinétique et d'énergie potentielle mécanique. C'est une quantité conservée en l'absence de...) en électricité en utilisant le principe de génération électrostatique (L'électrostatique traite des charges électriques immobiles et des forces qu'elles exercent entre elles, c’est-à-dire de leurs interactions.) à capacité variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En statistiques, une...).

Comparées aux technologies conventionnelles, ces générateurs en élastomère offrent une grande densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à 4 °C pour les...) énergétique, un coût extrêmement raisonnable, une exploitation directe et cyclique, une bonne résistance aux chocs et à la corrosion, un fonctionnement silencieux, un rendement élevé et des coûts d'exploitation modérés voire faibles. Toutes ces caractéristiques en font une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) potentiellement révolutionnaire lorsqu'elle est appliquée à la réalisation de convertisseurs houlomoteurs en caoutchouc, fiables, économiques et sans composants et mécanismes rigides.

Les partenaires du projet, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque voyelle se caractérise par...) un groupe interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) de scientifiques et d'ingénieurs issus du milieu universitaire et de l'industrie, ont commencé par concevoir différents WEC en se basant sur les principes du soulèvement de la bouée, d'un clapet de débordement et le principe d'une colonne d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) oscillante.

Les chercheurs ont créé des modèles couplés basés sur une approche hydrodynamique de l'énergie houlomotrice et de modèles analytiques illustrant la réponse électro-hyper-élastique des générateurs, afin d'obtenir une bonne prédiction de la réponse dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des WEC en polymère. Le développement et la validation de modèles électro-hyperélastiques-hydrodynamiques précis ont permis de décrire mathématiquement la réponse des WEC composés de générateurs en élastomère. Hormis leur exploitation dans le secteur de l'énergie houlomotrice, de tels modèles pourraient être utilisés dans le secteur biomédical pour simuler l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) entre les fluides et des dispositifs médicaux électrochimiques souples.

Les chercheurs ont conçu une membrane circulaire gonflable composée de plusieurs couches de caoutchouc isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les isolants phoniques et les isolants mécaniques. Le contraire...) séparées par des couches de caoutchouc conducteur qu'ils ont nommé diaphragme circulaire (CD-DEG). Ce diaphragme circulaire peut remplacer la turbine (Une turbine est un dispositif rotatif destiné à utiliser la force d'un fluide (eau, vapeur, air, gaz de combustion), dont le couple est transmis au...) à air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et...) traditionnelle. Des dispositifs expérimentaux miniatures ont également été conçus et testés en utilisant une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) de l'ordre de 1 à 4 W, ce qui représente plusieurs centaines de kilowatts à l'échelle réelle. Cette étape constitue une avancée importante pour l'utilisation des DEG dans le secteur de l'énergie houlomotrice.


Pour plus d'information voir:
- [url]projet POLYWEC [/url]
- [url]Final Report Summary - POLYWEC (New mechanisms and concepts for exploiting electroactive Polymers for Wave Energy Conversion.[/url])

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Source: CORDIS-Europa
 
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