Modélisation numérique de l'impact d'hydroliennes sur l'environnement hydrodynamique et sédimentaire du Passage du Fromveur à la pointe Bretagne

En depit d’un developpement operationnel actuel seulement emergeant le long des cotes francaises, l’extraction de l’energie cinetique des courants de maree par les hydroliennes apparait, des a present, comme une solution prometteuse pour contribuer, localement, a la transition energetique de territoires insulaires deconnectes du reseau electrique continental, ayant des besoins electriques limites, et situes dans des espaces naturels sensibles et/ou touristiques integrant un patrimoine visuel a preserver. Ce travail de these se consacre a la modelisation numerique tridimensionnelle des impacts hydrodynamiques et sedimentaires d’hydroliennes d’axe horizontal deployees dans le site pilote d’implantation de fermes hydroliennes du Passage du Fromveur, au cœur du parc naturel marin d’Iroise, a la pointe Bretagne. Les simulations numeriques se basent sur le modele oceanographique ROMS (« Regional Ocean Modelling System ») modifie pour integrer un sous-modele theorique de disque actuateur assimilant l’hydrolienne a un disque poreux opposant a l’ecoulement une force equivalente a la poussee de la turbine. La methode est validee avec des mesures effectuees en laboratoire dans le sillage d’un disque poreux de 10 cm de diametre (D) immerge dans un courant permanent. Une resolution spatiale minimale egale a D/10 est necessaire pour reproduire les observations. Apres une etude de convergence numerique a echelle reelle, le modele ROMS est applique, selon une approche gigogne de maillages imbriques focalisee sur le Passage du Fromveur, pour examiner les interactions des sillages et les effets cumules au sein d’un parc de huit turbines de 10 m de diametre susceptible de satisfaire au besoin energetique de l’ile d’Ouessant. L’agencement des turbines suit les recommandations communement adoptees avec une disposition en quinconce et des espacements longitudinaux de 10D et lateraux de 5D. En condition de vive-eau moyenne, le desalignement du courant au pic de flot exacerbe les interactions entre sillages, reduisant la production energetique du parc de pres de 15 % par rapport a celle du pic de jusant. Ce deficit de production energetique est limite a 2 % en ramenant l’espacement lateral des turbines a 3D. Les predictions de ROMS sont enfin exploitees pour apprehender l’influence de cette derniere configuration de parc sur la dynamique sedimentaire locale. Les principaux effets attendus concernent (i) le depot de sediments de plus de 2 mm de diametre dans le sillage des dispositifs et (ii) la mise en mouvement de cailloutis de 5 cm de diametre entre les sillages.