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Energies Marines
Wavegem : Produire de l’énergie avec la houle

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Wavegem : Produire de l’énergie avec la houle

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Energie d’appoint pour l’Oil&Gas et l’éolien offshore, fourniture d’électricité pour les systèmes de fermes aquacoles ou des territoires insulaires… Geps Techno, qui espère engranger ses premiers gros contrats en 2019, a identifié plusieurs marchés pour Wavegem, son concept de plateforme autonome de production d’énergie à partir notamment des mouvements de la mer.

Geps Techno est une société d’ingénierie créée en 2011 par trois anciens des chantiers nazairiens, dont deux sont toujours dans l’aventure : Jean-Luc Longeroche et Philippe Malgadi. La PME ligérienne, qui compte aujourd’hui 13 salariés et recrute, a déjà vendu plusieurs systèmes de petite taille et basse puissance sous forme de bouées. Deux sont exploités depuis 2015 par l’Ifremer en Manche, à Courseulles-sur-Mer et Luc-sur-Mer. Deux autres, adaptés aux mesures du vent, ont été vendus à Akrocean. La première a achevé 18 mois de campagne au large d’Oléron, sur le site d’un projet de parc éolien offshore, et la seconde est en train de terminer une campagne de certification près du mât de mesure de la future ferme éolienne de Fécamp.

 

La bouée de mesure installée à Fécamp 

La bouée de mesure installée à Fécamp (© : JACQUES VAPILLON / AKROCEAN)

 

18 mois d’essais au SEM-REV

Après ces premiers succès, Geps Techno passe à la vitesse supérieure avec un prototype de générateur flottant moyenne puissance qui va être testé en mer en 2019 et 2020. Peu après sa mise à l’eau à Saint-Nazaire, cette imposante structure, la première du genre à voir le jour, a été inaugurée le 18 décembre. Fin janvier, elle doit rejoindre le SEM-REV, site d’essais en mer spécialisé dans les énergies marines opéré par Centrale Nantes au large du Croisic. Elle y sera ancrée et expérimentée en conditions réelles au moins pendant 18 mois, avec différents réglages sur la structure et tests d’équipements (dont plusieurs turbines) afin d’optimiser et accroître la production énergétique.

 

 

Un engin de 200 tonnes et 150 kW

Longue de 21 mètres pour une largeur de 14 mètres et une hauteur de 16 mètres, la plateforme, construite en acier, présente un design conçu comme une coque de bateau trimaran. Elle pèse 120 tonnes lège et 200 tonnes avec ses équipements. Sa puissance est de 150 kW, générée essentiellement par les mouvements de la structure en mer. En fonctionnement, l’énergie de la houle actionnera une turbine produisant de l’électricité. Celle-ci sera stockée dans un système hybride innovant composé de batteries et de super-condensateurs. Ces équipements ont l’avantage de pouvoir se charger et se décharger très rapidement, ce qui est en phase avec la production irrégulière et parfois brutale issue de l’énergie des vagues. Et le système n’a aucune limitation quant à la force de la houle.

 

(© : BERNARD BIGER)

(© : BERNARD BIGER)

 

Un système de stabilisation comme point de départ

La clé de la production d’énergie réside dans l’emploi de l’eau de mer. En cela, Geps Techno a adapté le système que la société a développé pour la stabilisation des navires. Baptisé SIRE, ce dispositif consiste à jouer avec le déplacement contrôlé d’une masse d’eau située dans une « cuve » interne pour corriger les effets de roulis d’un bateau. « L’idée est que la masse d’eau, qui fait des allers-retours, va à l’opposé du sens où penche le navire ». Contrairement à d’autres systèmes passifs, il n’y a pas besoin de pompe ni d’ajuster les niveaux d’eau. Efficace et très silencieux, le SIRE équipe déjà des navires, comme les patrouilleurs du type PLG construits par Socarenam pour la Marine nationale, le bâtiment hydro-océanographique (BHO2M) récemment livré par Piriou au Maroc, ainsi que le nouveau palangrier Ile de La Réunion II de l’armement Comata.

 

 

Contrôler le flux d’eau pour générer de l’énergie

L’astuce a ensuite consisté, pour les ingénieurs de Geps Techno, à canaliser le flux du liquide en mouvement. Cela, via un circuit spécialement conçu pour créer de l’énergie dans des proportions suffisamment significatives. « A la base, la vague frappe le flotteur et le met en mouvement, ce qui va faire que l’eau contenue dans le dispositif va frapper la turbine et la faire fonctionner. Par un design particulier, nous optimisons le flux d’eau pour transformer des mouvements naturels caractérisés par des pics de force en un mouvement assez harmonieux. Il en résulte la création, au centre, d’un vortex, un tourbillon stable suffisamment important pour pouvoir alimenter un système de récupération d’énergie. La chaine de conversion mécanique et électrique ne prend donc pas de gros à-coups. Et nous avons en plus levé un verrou important puisque notre système permet à la turbine de tourner toujours dans le même sens », explique Jean-Luc Longeroche, directeur général de Geps Techno. « Notre technologie est unique. Sur environ 300 projets houlomoteurs dans le monde, de l’esquisse à l’engin de taille respectable, comme le prototype que nous venons de mettre à l’eau, nous sommes les seuls à utiliser un fluide pour créer de l’électricité ».

Réduire la consommation des navires

Ce qui signifie aussi qu’en plus de pouvoir créer une plateforme houlomotrice sous forme de générateur flottant, il est aussi possible d’offrir aux navires une nouvelle application leur permettant d’utiliser leur système de stabilisation pour contribuer à leurs besoins énergétiques. Avec pour conséquence une baisse de la consommation en carburant. Le premier prototype du genre a été installé en 2017 sur le navire océanographique Thalassa, de l’Ifremer, lors de sa refonte à Concarneau.

 

La Thalassa d'Ifremer (© : LE TELEGRAMME)

La Thalassa d'Ifremer (© : LE TELEGRAMME)

 

Ce concept fait d’ailleurs partie des développements réalisés pour le prototype de plateforme houlomotrice qui va être testé sur le SEM-REV. Un démonstrateur qui voit le jour dans le cadre du programme IHES (Integrated Harvesting Energy System), initié en 2015.

De nombreux industriels et établissements de recherche comme partenaires

Pour le mener à bien, Geps Techno s’appuie sur différents partenaires. Alors que Centrale Nantes met à disposition son expertise en génie océanique et son site d’essais au Croisic, l’Ifremer a assuré le dimensionnement et les essais des prototypes de Geps Techno à Brest. L’ICAM, à Nantes, a assuré la conception et la réalisation d’un banc d’essai du système houlomoteur, alors que BlueSolutions, filiale de Bolloré, fournit le système de super-capacités. Le groupe SNEF est également un partenaire important du projet, de même que les Chantiers de l’Atlantique. Le grand constructeur nazairien a assuré des prestations d’études et accueilli la coque du prototype, fabriquée par Mecasoud, dans son alvéole de peinture de l’usine Anemos, spécialement conçue pour répondre aux standards très exigeants des structures offshore, notamment les énergies marines.

 

Assemblage chez Mécasoud (© : DR)

Assemblage chez Mécasoud (© : DR)

Assemblage chez Mécasoud (© : DR)

Assemblage chez Mécasoud (© : DR)

Après la mise en peinture aux Chantiers de l'Atlantique (© : BERNARD BIGER)

Après la mise en peinture aux Chantiers de l'Atlantique (© : BERNARD BIGER)

 

 

Mise à l'eau le 6 décembre (© : BERNARD BIGER)

Mise à l'eau le 6 décembre (© : BERNARD BIGER)

 

« Une énergie fiable et constante »

Si les Chantiers de l’Atlantique sont partie prenante, c’est d’ailleurs bien parce qu’ils croient à cette aventure. « Geps Techno est l’une des seules sociétés au monde qui retire de l’énergie de la houle et arrive commercialement à vendre ses systèmes », souligne Laurent Castaing. Quant à Frédéric Grizaud, directeur d’Atlantic Offshore Energy, la business unit des Chantiers de l’Atlantique dédiée aux énergies marines, il voit un vrai potentiel à cette technologie. « Ce système houlomoteur ne génère pas énormément d’énergie mais il a l’avantage de produire une énergie fiable et constante. A l’avenir, nous pourrons être industriellement intéressés par des structures de grandes dimensions ».

 

L'un des design du concept MLiner 

L'un des design du concept MLiner (© : GEPS TECHNO)

 

Une grande plateforme multi-source toujours en gestation

C’était d’ailleurs l’idée originelle de Geps Techno, qui avait débuté son activité avec le projet MLiner. Une grande plateforme hybride multi-sources utilisant l’énergie houlomotrice, hydrolienne, solaire et éolienne. Avec comme objectif de disposer d’une capacité de production pouvant aller jusqu’à 60 MW, les deux tiers provenant de la houle. Mais à l’époque, le Commissariat Général à l’Investissement avait refusé cet ambitieux dossier, ce qui de l’aveu même de Jean-Luc Longeroche, a probablement sauvé la société. Car dans le marché complexe de l’innovation et d’une filière EMR qui hors éolien posé a globalement du mal à émerger, de nombreuses start-up parties sur des projets trop importants ou couteux n’ont pas eu financièrement les reins assez solides. « Nous faisons partie du club très fermé des entreprises encore vivantes, on ne compte plus le nombre de morts car il faut des millions d’euros et les investisseurs sont assez frileux. Nous n’avons d’ailleurs pas un seul fonds d’investissement dans notre capital. Quand on est petit, on a n’a pas d’autre choix que de vivre des produits que l’on vend et de suivre le marché, qui pour l’instant est plus axé sur le houlomoteur ».

 

Le concept MLiner 

Le concept MLiner (© : GEPS TECHNO)

Le concept MLiner 

Le concept MLiner (© : GEPS TECHNO)

 

Aller progressivement vers l’hybridation

Pour survivre, il a donc fallu revoir les ambitions à la baisse, et procéder pas à pas, d’abord sur de petits modèles, puis sur un prototype d’une taille suffisante pour valider définitivement les derniers développements technologiques et passer à une nouvelle étape commerciale. « Il nous manquait un prototype représentatif de taille respectable. Nous l’avons désormais et cette plateforme va nous permettre de bâtir l’avenir ». Le projet MLiner n’est pas pour autant abandonné. « Nous l’avons toujours en tête car nous sommes persuadés de la validité de ce concept. Nous avons testé pendant deux ans, à Brest, un prototype hybride quatre sources, qui a plus ou moins bien fonctionné. Mais ce que l’on a appris avec ce projet nous fait dire que nous sommes sur la bonne voie. La multi-source permet de réduire drastiquement le niveau d’intermittence de la production énergétique et la plateforme peut être adaptée aux contraintes et atouts de la zone où elle est implantée. S’il y a plus ou moins de vent, de houle, de courant, d’ensoleillement, en fonction des conditions géographiques et environnementales de chaque projet, on peut ainsi dimensionner chaque technologie présente sur la plateforme ».

IHES : de la houle et aussi du solaire

Et en attendant que ces grands générateurs multi-source puissent voir le jour, le prototype IHES « constitue une première brique de ce projet ». Car il est déjà un outil hybride puisqu’en plus de son système de récupération de l’énergie de la houle, il dispose de panneaux solaires offrant une puissance de 20 kW, sur une capacité totale de 150 kW. Ainsi, quand il n’y a pas de houle, il reste la lumière, la plateforme jouant dans le même temps avec sa capacité de stockage d’énergie.

Concurrencer les générateurs diesels

Les modélisations ont confirmé que le concept de Geps Techno permettait d’offrir un système fiable de génération d’énergie et, surtout, de garantir la quantité d’électricité fournie. C’est un aspect crucial puisque généralement les EMR se caractérisent par l’intermittence de leur production. « Nous nous positionnons sur des marchés déconnectés, surtout à l’export. Notre objectif est notamment de concurrencer les diesels-générateurs, sachant que nous sommes certains d’être compétitifs avec un prix du baril de pétrole à 50 dollars ».

 

Jean-Luc Longeroche 

Jean-Luc Longeroche (© : MER ET MARINE - VINCENT GROIZELEAU)

 

Des projets de 300 à 500 kW et de premiers contrats en vue

Plusieurs clients potentiels ont déjà manifesté leur intérêt et Geps Techno espère vendre les premiers modèles commerciaux de sa nouvelle gamme Wavegem l’année prochaine, avec pour l’instant des projets allant de 300 à 500 kW. Cela, pour des plateformes un peu plus grandes que l’IHES mais dans des proportions assez faibles : « Quand on double la taille de la plateforme, on multiplie par 10 la puissance ».

Les marchés visés

Trois principaux marchés sont ciblés. D’abord l’offshore pétrolier et gazier pour lequel on notera que Subsea7 est entré en avril dernier dans le capital de Geps Techno. « Cela prouve l’intérêt de notre système et le fait qu’un tel acteur de l’Oil&Gas entre au capital crédibilise nos solutions. Les clients ne se posent plus la question ». Les générateurs flottants houlomoteurs ou hybrides n’ont dans ce cas pas vocation à alimenter des plateformes offshore, qui ont des besoins énergétiques trop importants. « Mais il y a autour, dans un rayon de plusieurs dizaines de kilomètres, tout un réseau d’équipements sous-marins qui nécessitent de l’électricité et pour lesquels il peut y avoir un besoin de production énergétique supplémentaire que la plateforme, avec ses turbines et générateurs, ne peut pas forcément fournir, surtout en bout de réseau ». Plutôt que de déployer des générateurs, les opérateurs cherchent donc à disposer sur zone d’une source d’énergie complémentaire capable de répondre à ces besoins plus ou moins réguliers. C’est dans cet esprit d’ailleurs que les norvégiens vont par exemple tester l’implantation d’une éolienne flottante au milieu d’un champ pétrolier.

Les EMR, et en particulier l’éolien offshore, est également dans la ligne de mire de Geps Techno. Normalement, les champs s’autoalimentent en énergie via leur sous-station électrique mais, comme cela arrive apparemment assez régulièrement, lorsqu’une éolienne tombe en panne ou nécessite un arrêt pour maintenance, il faut déployer sur site un moteur diesel pour chaque machine à l’arrêt. Ces générateurs servent en particulier à alimenter le système permettant de maintenir l’éolienne sous pression afin d’éviter l’entrée d’air salin.

Les stations Wavegem pourraient aussi alimenter d’autres activités en mer, comme l’aquaculture, et aussi répondre aux besoins de petites îles où le coût de l’énergie est très élevé du fait de la nécessité d’importer du pétrole.

Evidemment, il y aussi derrière tout cela une dimension environnementale puisque ces technologies permettent de s’affranchir de carburants fossiles.

Levée de fonds réussie et nouveaux développements en vue

Après IHES, Geps techno compte de nouveau accentuer ses efforts sur l’hybridation de ses plateformes, en lien d’ailleurs avec des demandes de clients potentiels, notamment au large des côtes africaines où le solaire est très intéressant. Idem pour l’énergie du vent, avec comme enjeu de trouver le bon type d’éolienne pour équiper un générateur flottant. Ces nouveaux développements passeront également par un prototype, soit une nouvelle plateforme, soit une adaptation d’IHES.

Afin d’assurer sa montée en puissance, Geps Techno a procédé cette année à une augmentation de capital en deux vagues (avril et novembre) via une campagne de financement participatif. Parmi les nouveaux actionnaires se trouvent Subsea7, l’Ifremer et Ouest Angels. Cette opération a permis de lever 2 millions d’euros, dont un tiers provenant de la holding Geps Innov, constituée de 65 actionnaires et qui est toujours majoritaire au capital de Geps Techno.

 

Port de Nantes Saint-Nazaire