Projet ANR-14-CE05-0022 – SEASEA : Récupération d'énergie houlomotrice à partir de polymères électroactifs
Programme : Concepts innovants pour le captage et la transformation des energies renouvelables (DS0201) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur ALAIN SYLVESTRE (Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble)
Partenaires : Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; TPE
Montant : 694880.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 54 mois
Résumé : Les énergies marines constituent une filière stratégique des énergies renouvelables pour diversifier et compléter le mix énergétique national. Actuellement,  la France mise sur des technologies proches du stade industriel : l’éolien offshore et l’hydrolien. A des stades de recherche plus amont, des démonstrateurs de systèmes de récupération de l’énergie houlomotrice basés sur une conversion hydraulique peinent à se développer du fait de problèmes de fiabilité. Le captage de ce gisement d’énergie houlomotrice pourrait trouver un nouvel essor grâce au développement de concepts en rupture basés sur des technologies innovantes et économiquement viables : les polymères électroactifs (EAP). Basés sur la déformation d’un EAP qui joue le double rôle de capter l’énergie houlomotrice et de la convertir en énergie électrique, ces générateurs ouvrent des perspectives de développement intéressantes car ils s’affranchissent d’un absorbeur mécanique (PTO) à l’origine de nombreuses défaillances des systèmes houlomoteurs. La société SBM Offshore a misé sur cette technologie en rupture et a dévoilé en première mondiale en 2010 une preuve de concept de générateur houlomoteur sur ce principe. Le défi du projet SEASEA est d’optimiser ces premiers convertisseurs en amplifiant cette conversion d’énergie propre et en les rendant plus fiables. Parmi les challenges identifiés pour la réalisation de générateurs EAP de seconde génération, la disponibilité de matériaux plus performants pour convertir l’énergie mécanique en énergie électrique est au cœur des préoccupations. Partant du nano-objet pour aboutir à une structure mécanique viable, le consortium mis en place (G2Elab, IMP, LaMCoS, MSSMAT, SBM Offshore) cherche à développer des méthodes et des procédés qui seront mis en œuvre dans les technologies futures de l’énergie houlomotrice mais vise aussi la réalisation d’un prototype fonctionnel de laboratoire. 
Notre stratégie est basée sur l’incorporation de renforts hybrides nano/micro au sein d’une matrice silicone pour (i) réaliser des électrodes conductrices souples et (ii) améliorer les propriétés du matériau actif. Le composite ainsi créé devra conserver des propriétés élastiques répondant à l’application : une optimisation dans la géométrie des micro/nano objets et leur nature chimique ainsi qu’un travail sur le procédé de mélange au sein de la matrice polymère seront menés en ce sens. Un objectif affiché est la réalisation d’un monolithe électrode-EAP-électrode à partir de procédés compatibles avec une production à grande échelle (banc d’enduction) : pressage ou coulée gravitationnelle. Modélisations thermodynamiques et expérimentations se complèteront pour déterminer les relations structures/propriétés de ces composites afin d’obtenir un matériau optimisé pour la conversion d’énergie. 
Parallèlement, des structures hybrides pouvant allier plusieurs matériaux actifs seront développées pour proposer un concept innovant pour le captage et la transformation de l’énergie. La répartition des contraintes au sein de la structure de conversion, son amortissement interne, son couplage avec l’environnement fluide permettront de maximiser l’énergie récupérable mais aussi de prévenir toute défaillance d’origine mécanique ou électrique. La rigidité mécanique et diélectrique des structures ainsi réalisées sera alors évaluée à partir de tests permettant de mettre en lumière les problématiques liées au scale-up (patterning des électrodes, auto-cicatrisation). Un prototype fonctionnel sera alors réalisé et testé au niveau de ses performances et la fiabilité de cette nouvelle génération de générateurs sera éprouvée. 
Du fait des performances attendues des matériaux et des structures réalisées, le projet SEASEA concrétisera l’entrée des générateurs houlomoteurs comme une voie alternative ou complémentaire aux dispositifs offshore actuels avec l’avantage indéniable d’une maintenance sur site réduite et un impact écologique moindre.