Le pétrole coûte cher, très cher. Et pour éviter la panne sèche, le Japon ressort des cartons un concept vieux de 40 ans : transformer l’énergie imprévisible des vagues en électricité grâce à une sorte de toupie géante.

Quand on parle d’énergies renouvelables, on pense tout de suite aux panneaux solaires ou aux immenses éoliennes qui tournent au loin. L’énergie des océans, elle, reste souvent sur la touche. Et pour cause : si les vagues font le bonheur des surfeurs sur la côte basque, elles sont un vrai cauchemar pour les ingénieurs. Une vague n’est jamais la même. Ça tape fort, puis doucement, ça change de rythme et de direction en permanence. Produire du courant avec une source aussi instable, c’est presque mission impossible. Mais ça, c’était avant qu’un chercheur japonais décide de s’y pencher sérieusement.

La solution inattendue pour dompter les vagues

L’idée nous vient de Takahito Iida, chercheur à l’Université d’Osaka. Son projet s’appelle le GWEC (pour Gyroscopic Wave Energy Converter). Plutôt que de construire un système rigide qui se prendrait les vagues de plein fouet en espérant que ça tienne, il a imaginé une mécanique beaucoup plus souple : un volant d’inertie qui tourne à l’intérieur d’une bouée.

© T. Iida, Cambridge University Press

En gros, la bouée ne subit pas bêtement l’océan, elle s’y adapte. Le mouvement chaotique de l’eau est transformé en une rotation bien régulière qui fait tourner un générateur. Et le vrai tour de force de l’invention, c’est que la vitesse de cette « toupie » interne s’ajuste en temps réel. Le système fait avec ce que la mer lui donne, sans forcer.

Le chercheur a d’ailleurs posé tous ses calculs dans une étude très poussée publiée dans le Journal of Fluid Mechanics.

L’urgence d’un pays coincé par le prix du pétrole

Le timing de cette publication n’a rien d’un hasard car, en ce moment, le baril de pétrole flirte allègrement avec les 100$ (à peu près 92€). Pour un pays comme le Japon, qui importe 95% de son pétrole depuis le Moyen-Orient, l’addition devient salée. Trouver une alternative n’est plus juste une envie de transition écologique, c’est une urgence absolue pour préserver son économie.

L’ironie de l’histoire, c’est que la technologie de base ne date pas d’hier. Le concept avait été breveté en 1981 par deux ingénieurs, Laithwaite et Salter.

Des tas de prototypes ont été mis à l’eau depuis, de l’Espagne à l’Italie, mais sans jamais faire de miracles. Ce qu’il manquait, c’était justement cette fameuse base théorique en béton armé pour comprendre comment régler la machine en direct face aux caprices de la météo.

Repousser les limites de la physique… ou presque !

Les anciens systèmes bloquaient tous sur le même souci technique. Ils ne fonctionnaient bien qu’avec un seul type de vague bien précis, atteignant alors une efficacité de 50%. Ce chiffre n’est pas lié à du mauvais matériel, c’est la limite maximale stricte autorisée par la physique pour un objet symétrique. Pour faire simple : quand une vague frappe un objet, son énergie se coupe en deux. Une machine classique ne peut techniquement en récupérer que la moitié.

L’exploit d’Iida avec son GWEC, c’est de réussir à maintenir ces fameux 50% de rendement de manière constante, peu importe la fréquence des vagues qui lui arrivent dessus.

Le dur retour à la réalité

Sur le papier, tout est beau. En laboratoire aussi, puisque les tests menés par Iida confirment que ses équations tiennent la route. Mais attention, on parle d’un bassin d’essai avec des vagues parfaitement contrôlées, loin du chaos de la haute mer.

Le vrai problème actuel, c’est que dès que les vagues deviennent un peu trop grosses, les calculs sautent. La physique de l’eau change de comportement, et l’efficacité de la bouée s’effondre.

Takahito Iida reste d’ailleurs extrêmement prudent sur la suite des événements dans son article scientifique :

La plage d’amplitude valide est très petite pour une utilisation pratique.

Il faut aussi prendre en compte les pertes mécaniques liées aux frottements du système, qui n’ont pas encore été véritablement mesurées. La prochaine grosse étape pour l’équipe japonaise sera donc de tester l’engin dans le grand canal à houle de l’université d’Osaka. Nous ne sommes pas encore tout à fait prêts à brancher nos PC ou nos consoles sur le courant du Pacifique, mais l’idée fait doucement son chemin.

Source : JV Tech