L’EAU DE MER ET LES COURANTS MARINS
2 Les grands courants marins 2 1 les courants de fond ou courantsthermohalins 2 2 les courants de surface ou courants de vent 2 3 les courants de compensation ou décharge 2 4 Récapitulatif: le principe de la circulation océanique générale 3 Le couplage océan –atmosphère 3 1 le cycle du carbone
22LesCourants Marins#
2 2#LES#COURANTS#MARINS# Un#CourantMarin#se#déplace#dans#un# direc3on#par3culière#etconstante # IL#Y#A#PLUS#DE#20#COURANTS#MARINS#MAJEURS#DANS#LE#MONDE#
Les sciences et la technologie au CM1 Les courants marins
•Les courants marins sont dus à la dérive des a continents •Les courants marins sont chauds en surface et b froids en profondeur •La circulation des courants marin est due aux c différences de température et de salinité •Le Gulf Stream est un des courants marins les d plus puissants
Les courants marins - Yola
Les courants marins Les courants marins sont de grandes masses d’eau en mouvement Un courant coule dans une direction et relie un point à un autre Il y a plus de 20 courants majeurs dans le monde
Energies des courants marins
Modifications des courants et vagues en aval redistribution des zones de dépôt privilégiées de sédiments bruit sous-marin Résistance des structures Matériaux Les Hydroliennes : Problématiques de développement Les problématiques liées aux développement d’hydroliennes
L’influence des courants marins
6 Quelle conclusion peut-on tirer sur le rôle des courants marins sur le climat de différentes régions ? 7 Après la projection de la vidéocassette Oceans in Motion, écrire un résumé sur les autres influences que les courants marins exercent sur notre planète 8 Remettre le travail au complet à l’enseignant(e) pour évaluation
Mathematiques, courants marins´ et autres modeles g
Mathematiques et courants marins´ Quelques autres exemples d’applications Plan de l’expose´ 1 Mathematiques et courants marins´ Experience : fabriquer son propre Gulf Stream´ Modelisation´ Ecrire les´ equations aux d´ eriv´ ees partielles´ Passer la main a l’ordinateur` Valider les resultats´ Faire des previsions´
Pollution par le pétrole et courants marins
et courants marins Nettoyage ou vidange en mer des réservoirs des navires ou pétroliers, pollutions accidentelles lors de l’exploitation des gisements sous-marins ou pendant le transport, le pétrole répandu dans les océans représente une pollution dont l’impact sur les écosystèmes est important Cet impact est soit direct,
Quels sont les moteurs des mouvements océaniques
différentes températures représentent les courants marins qui vont se déplacer dans l'océan Les courants froids plongent vers le fond de l'océan alors que les courants chauds vont remonter vers la surface Conclusion : On peut conclure que ce sont les différences de température de l'eau de mer qui entrainent les mouvements océaniques
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[PDF] LES CRÉANCES ET LES DETTES Règles générales d’évaluation
2
Courant océanique Origine : Solaire, rotation terrestre techno: Hydrolienne
Courant de marée Origine : astres Techno : hydrolienneEnergies des courants marins
3Energie hydrolienne de marée
Principe : utilisation de la vitesse des
courants pour faire tourner une turbineAvantage : prévisible, placé au fond
Inconvénients : intermittence ; vitesse
intéressante > 2m/sPuissance instantanée : P=0.5..CP.S.V3
S est la surface balayée,
Cp est le coefficient de puissance (<0.59)
Simulation Raz Blanchard (LUSAC)
4Les ressources en Europe
5Les ressources en France
Champ de vitesse
(TELEMAC, EDF) Ressources fortes en Basse-Normandie et en Bretagne SeinOuessant Bréhat
RazBlanchard Raz
Barfleur
6Les ressources en Bretagne
Puissance instantanée disponible par unité de surfacePs=P/S=0.5..V3=500 .V3
V=1m/s Ps= 0.5kw/m2
V=2m/s Ps= 4.0kw/m2
V=3m/s Ps=13.5kw/m2
7Les ressources en Bretagne
Puissance instantanée disponible par unité de surfacePs=P/S=0.5..V3=500 .V3
V=1m/s Ps= 0.5kw/m2
V=2m/s Ps= 4.0kw/m2
V=3m/s Ps=13.5kw/m2
Pour un rotor de diamètre
10mLa puissance hydraulique à
disposition sera deV=1m/s P= 39kw
V=2m/s P= 314kw
V=3m/s P=1060kw
8Les concepts
9Quelques technologies
Turbine à axe horizontal libre
SEAGEN, MCT (UK)
SABELLA (FR)
Hammerfest Strom, 1MW (Norvège)
SEAFLOW, MCT (UK)
VOITH, SIEMENS (D)
Rolls Royce (UK)
10Quelques technologies
Turbine à axe horizontal canalisé
LUNAR ENERGY, ROTECH (UK)
GUINARD ENERGY (FR)
CLEAN CURRENT (Can)
SOLON (Simgapour)
OPENHYDRO (IRL)
11Quelques technologies
Turbine à axe vertical
Enermar (I) EnCurrent (Can) HARVEST
(LEGI, FR) 12Quelques technologies
Autres
HYDRO-GEN (FR)
SEA SNAIL (UK)
PULSE HYDROFOIL (UK)
BIOSTRAM (AUS)
NEREUS (Singapour)
Eel Energy (Fr)
13 Les Hydroliennes : Technologies envisagées en FranceMarine Curent Turbines (MCT, SIEMENS) SEAGEN
Machine testée en estuaire depuis 2008 (UK)
1,2MW 14 Les Hydroliennes : Technologies envisagées en FranceMarine Curent Turbines (MCT, SIEMENS) SEAGEN
15 Les Hydroliennes : Technologies envisagées en FranceMarine Curent Turbines (MCT, SIEMENS) SEAGEN
-Le fonctionnementFluctuations locales des
courants (turbulence)Variation temporelle
de la vitesse et de la production 16 Les Hydroliennes : Technologies envisagées en FranceMarine Curent Turbines (MCT, SIEMENS) SEAGEN
-Le fonctionnement -La maintenance 17 Les Hydroliennes : Technologies envisagées en France Tidal Generation Ltd (Rolls-Royce puis ALSTOM (2012))Energy Center, Scotland)
Orientable avec le sens du courant
Prototype pré-industriel (1MW) en cours de test 18 Les Hydroliennes : Technologies envisagées en FranceVOITH Hydro
Proto. 1/3 testé en Corée
Proto. 1/1Machine en cours de test sur le site de
Orientable avec le sens du courant
Projet GDF-SUEZ Raz Blanchard
1MW installation sur monopieux par forage
19 Les Hydroliennes : Technologies envisagées en FranceSABELLA
1er proto. Odet (2008, 10kw- 3m)
Campagne de suivi (Ifremer)
20 Les Hydroliennes : Technologies envisagées en FranceSABELLA
1er proto. Odet (2008, 10kw- 3m)
10m (500kw) en
cours pour installation test dans le Fromveur (ouessant) (50m de fond, 2km de Ouessant,Base gravitaire + module
21Les Hydroliennes : Technologies envisagées en France
OPENHYDRO
Rachat brevets USA " Florida Hydro » (2005)
1er - 6m)
raccordement ile Orcades (2008) 22Les Hydroliennes : Technologies envisagées en France
OPENHYDRO
Rachat brevets USA " Florida Hydro » (2005)
1er - 6m)
raccordement ile Orcades (2008)2ième proto. (2008, avec catamarant et base
gravitaire) 23Les Hydroliennes : Technologies envisagées en France
OPENHYDRO (DCNS)
Rachat brevets USA " Florida Hydro » (2005)
1er - 6m)
raccordement ile Orcades (2008)2ième proto. (2008, avec catamarant et base
gravitaire)Proto. Baie de Fundy ( 10m, 500kw)
Proto. Site de Paimpol Bréhat ( 12m, 500kw à2,5 m/s)
Projet EDF Raz Blanchard
24Les Hydroliennes : Technologies envisagées en France Bréhat : premier parc de démonstation en France (EDF) 2MW
Installation 2011-2012
Valider les modes de raccordement
Câble électrique
(max. 8MW) 15km4 hydroliennes +
1 convertisseur
35-38 m de fond
Poste de
livraison 259Fiabilisation des machines (étanchéité, corrosion, salissures)
9Mise en place des machines
9Stabilité des machines, du câble électrique
9Maintenance : récupération et remise en place
9Tenue à la mer
Les Hydroliennes : Problématiques de développementDéfis majeurs pour les industriels :
269Production
9localisation des sites
9localisation des machines sur site les unes par rapport aux
autres9optimisation de la machine (design, hydrodynamisme,
9Impact environnemental
9Modifications des courants et vagues en aval
9redistribution des zones de dépôt privilégiées de sédiments
9bruit sous-
9Résistance des structures
9Matériaux
Les Hydroliennes : Problématiques de développement 27Les outils de la recherche
Modélisation physique et numérique
Région : Recherche du potentiel
énergétique, impacts environnementaux
Parc : sillage (positionnement), impacts
locauxMachine : rendement, optimisation du
conceptIFREMER - Boulogne
M2C-UCBN
LOMC-ULH
Modification des
courants induits par des hydroliennes (UK) Defn et al (2011) 28Modélisation des écoulements
Chainage MARS-TELEMAC
2DH (équations de Saint-Venant)
TELEMAC 2DH Vent et pression
Données CFSR (0,5°x0,5°; dt=1h)
U,V,HMARS 2DH
Vent et pression
Données ECMWF (1°x1°; dt=3h)
Composantes harmoniques
FES 2004
U,V,HMarée + Effets météo (Surcote+courants)
Marée + Effets météo (Surcote+courants)
12000 mailles (400 m 10km)
29Validation du modèle
Données IRSN (Bailly Du Bois, 2012, CSR)
4 courantomètres (U,V) : Vauville, Flamanville
3 marégraphes (H) : Herqueville, Saint Martin, Goury
3 périodes de validation
Environ 4 mois de données avec des conditions hydrodynamiques constrastées 30Modélisation des TEC
partie de la puissance hydrodynamique) (Blunden (2009), Defne (2011, RenEn), Neill (2009, 2012, RenEn), Ahmadian (2012, RenEn), Plew (2013, RenEn) ) U : vitesse du courant A : aire balayée par les palesȈConditions de simulations :
ȂCD = 0,8 ; n = 400 ; diamètre = 15 m ; Surf parc = 6,75 km2 Période simulé : 1 cycle de marée le 7 août 2003, Coefficient : 53 Conditions météos calmes : Vent < 10 noeuds ; p = 1022hPa 3132
Ps=P/S=0.5..V3=500 .V3
Ps=.5 .V3 en kW/m2
33Echelle régionale : Influence sur le transport sédimentaire
Neill et al. (2009, Ren. Energy)
Hydroliennes - estuaire de la Severn (UK)
- Perturbation du fond visibles sur des distances longues (50 km) - Evolution du fond significative (o m / 30 ans) - Impact plus fort dans les zones avec un courant résiduelCourbe de puissance utilisée pour
paramétrer le modèle numériquePerturbation des évolutions du fond
34(Perte de charge)
La machine est représentée sous
35(Actuator disk model, Blade element actuator model) (LUSAC) 36
Echelle de la machine :
Sillage derrière une hydrolienne (mesures en canal, simuation avec la méthode SPH :Pinon et al (Renewable Energy, 2012)
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