Simulateur HydreManche

Visualiser l’écart entre puissance installée et production réelle
dans le contexte des objectifs énergétiques (PPE).

Hydrolien : puissance installée ou production réelle ?

Installer 1 MW ne signifie pas produire 1 MW en continu.
La Programmation Pluriannuelle de l’Énergie fixe des objectifs en mégawatts installés (MW).
La productuion réelle se mesure en mégawattheures produits (MWh).

En hydrolien, l’écart peut être significatif.

Pourquoi la production varie fortement

 La puissance instantanée d’une hydrolienne s’écrit :

P = (1/2) · ρ · Cp · (π D² / 4) · V³

Elle dépend:

– de la masse volumique (ρ) de l’eau de mer (env. 1025 Kg/m³),

– du carré du diamètre du rotor (D²),

– du rendement (Cp) de la machine (par ex. 0.25),
– et surtout du cube de la vitesse du courant (V³).

Ainsi, si la géométrie et les caractéristiques de la machine évoluent peu à court terme, la vitesse du courant devient le paramètre déterminant de la puissance instantanée. Une variation modeste de vitesse entraîne une variation très importante de puissance. En mer, la vitesse du courant varie de manière cyclique sous l’effet des marées (cycles lunaires et solaires).
La puissance instantanée varie donc fortement au cours du temps, car elle dépend du cube de la vitesse (V³).
La production annuelle résulte de l’intégration de ces variations successives.

Ce que montre ce simulateur

  • La production dépend du cube de la vitesse (V³).

  • L’effort structurel dépend du carré (V²).

  • La vitesse nominale (Vnom) conditionne la valeur annoncée en MW.

  • Une puissance nominale (Pnom) annoncée sans vitesse nominale (Vnom) associée n’a pas de signification physique exploitable.

Hydrolien — Simulateur V²/V³ (v07a CLEAN)

Hydrolien — V signée (sinusoïde) + effort (V²) + puissance (V³) “flash”, avec nominal

Objectif : faire ressentir que la production explose en V³ (et donc le CA), alors que l'effort structurel ne “monte” qu’en V². La ligne 0 est commune aux 3 courbes.

Vsite(100%) = 4.20 m/s
Amplitude marée (coef 20 → 120)
Amplitude = 70% • coef 84
Échelle de temps
Machine
Pnom = 1.0 MW
Vnom = 3.50 m/s
Cp = coefficient de puissance (rendement). Fixé ici pour dimensionner D : valeur indicative, très dépendante de la technologie et de la régulation.
D = 19.5 m • A ≈ 299 m² (disque). Axe vertical : on affinera (H×D) en v04.
Ct = 1.20 (ordre de grandeur : 0.8–1.3)
Ct et Cp sont des coefficients approximatifs qui varient selon la technologie et le point de fonctionnement.
Astruct = 15% × A (avec Cdstruct fixe = 1.2)
Cd = coefficient de traînée (résistance). Ici “structure” = ordre de grandeur (cadre/nacelle), à affiner selon conception.
Force (fenêtre) : max — • moy —
Moment (fenêtre) : max — (bras z ≈ 0.7×D)
Prix = 100 €/MWh
Puissance moyenne (fenêtre)
Facteur d’utilisation (fenêtre)
— %
CA annuel estimé
Estimation à partir de la puissance moyenne sur la fenêtre affichée (approximation).
Vitesse instantanée
—
m/s (±), km/h, nd
Puissance injectée (écrêtée à Pnom)
—
pics “flash”
Effort (structure) ~ V²
—
tonnes (≈ t)
CA instantané
—
€/h (P×prix)
Point clé (puissance) : si Vmax(amplitude) reste en dessous de Vnom, la puissance reste faible (normal).
Pour “fort coef” : monte Amplitude et/ou Vsite(100%).
Position = 50% • V=— m/s • P=— MW • F=— kN

Lorsque la production devient une question structurelle

Le simulateur met en évidence un compromis fondamental : améliorer la régularité de production conduit souvent à accroître les efforts mécaniques supportés par les structures.

Dans les zones de très fort courant, la question n’est donc plus uniquement énergétique — elle devient structurelle :
comment implanter durablement des machines de grand diamètre dans des conditions hydrodynamiques extrêmes ?

Le principe du radier HydreManche s’inscrit dans cette réflexion.

👉 Découvrir l’approche structurelle

Limites du simulateur

Outil pédagogique simplifié (modélisation schématique).
Ne remplace ni une étude hydrodynamique détaillée,
ni des expérimentations in situ.
Les résultats ont valeur indicative.