Simulateur hydrolien

Le simulateur HydreManche montre comment la vitesse du courant influence à la fois les efforts mécaniques exercés sur une structure et la puissance récupérable par une hydrolienne. Il permet de visualiser les ordres de grandeur essentiels : une production qui dépend fortement de la vitesse, des efforts qui augmentent aussi, et la différence entre puissance installée et production réelle.

Hydrolien : puissance installée ou production réelle ?

Installer 1 MW ne signifie pas produire 1 MW en continu.
La Programmation Pluriannuelle de l’Énergie (PPE) fixe des objectifs en mégawatts installés (MW).
La production 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.
Pour comprendre ce que ce modèle simplifie et ce qu’un site réel ajoute comme contraintes, voir la page 👉Compléments techniques.

Mode d’emploi

Régler les paramètres à gauche, choisir la période d’observation, puis comparer la vitesse du courant, les efforts structurels et la puissance produite.

Hydrolien — Simulateur V²/V³ (v07a CLEAN)

Simulateur hydrolien — vitesse, effort et puissance

Lang

Comparer la vitesse du courant, les efforts sur la structure et la puissance récupérable.

Vitesse maximale du site à 100 % (m/s)

Vsite(100%) = 4.20 m/s

Amplitude marée (coef 20 à 120)

Amplitude = 70% · coef 84

Échelle de temps

Puissance nominale Pnom (MW)

Pnom = 1.0 MW

Vitesse nominale Vnom (m/s)

Vnom = 3.50 m/s

Coefficient de performance Cp

Cp = 0.40

Rendement hydrodynamique du rotor.

Diamètre du rotor D (m)

Calculer D pour atteindre Pnom à Vnom

D = 19.5 m → Surface A ≈ 299 m²

D recalculé automatiquement selon Pnom, Vnom et Cp.

Coefficient de poussée (Ct)

Coefficient de poussée Ct = 1.20

Effort de poussée du rotor.

Inclure structure (approx.)

Effet de structure (× rotor)

Effet de structure ≈ 1.0 × celui du rotor

Paramètre simplifié à affiner selon la conception. La mutualisation de plusieurs machines sur un même support peut réduire ce facteur par machine.

Effort max (scénario) :
Moment max (scénario) : (bras z ≈ 0.7×D)

Prix (€/MWh)

Prix = 100 €/MWh

Puissance moyenne (fenêtre)

Facteur d’utilisation (fenêtre)

— %

Estimation fondée sur la puissance moyenne de la fenêtre affichée.

Lecture instantanée (curseur vertical)

Vitesse instantanée

m/s (±), km/h, nd

Puissance injectée

pics “flash”

Voir le calcul

Effort structural ~ V²

tonnes (≈ t)

CA instantané

€/h (P×prix)

Axe vertical de lecture

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.Le simulateur visualise les effets des variations du courant sur les efforts mécaniques et sur la puissance récupérable.

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

Ce simulateur est un outil pédagogique. Il ne remplace ni une étude hydrodynamique détaillée, ni un dimensionnement industriel, ni des essais en conditions réelles.

Les résultats affichés donnent des ordres de grandeur pour comprendre les relations entre vitesse du courant, efforts sur les structures, puissance récupérable et production estimée. Les hypothèses retenues sont précisées dans les compléments techniques.