Fusionner les mondes virtuel et réel pour l'énergie des vagues

À première vue, une pile de boîtes métalliques grises empilées sur un sol en béton gris peut sembler peu impressionnante. On pourrait penser à des machines destinées au stockage ou à des restes d’une expérience terminée depuis longtemps. Ces boîtes dissimulent toutefois une plateforme de test unique qui peut fusionner les mondes virtuel et physique. Cette plateforme est conçue pour les technologies émergentes de l’énergie des vagues.

Une plateforme de test pour l’énergie des vagues

Les vagues transportent suffisamment d’énergie pour répondre à environ 34% des besoins en électricité des États-Unis. Nous ne pouvons pas capturer toute cette énergie, mais cette ressource largement inexploitée pourrait encore s’associer à d’autres sources d’énergie renouvelable pour alimenter des activités offshore, comme l’aquaculture, la capture de carbone ou la recherche océanique, et aider le pays à décarboner son réseau électrique.

Avant que ces technologies puissent rejoindre la lutte contre le changement climatique, les développeurs doivent concevoir des dispositifs qui peuvent générer de grandes quantités d’énergie tout en survivant à un océan féroce et salé, sans vider les comptes bancaires des développeurs. Et pour accomplir tout cela assez rapidement pour intégrer l’énergie des vagues au réseau, ils doivent franchir un « gouffre » de test – que cette plateforme d’essai pourrait aider à combler.

Mark Murphy, Casey Nichols, Nathan Tom et Ben McGilton ont récemment construit une nouvelle plateforme d’essai qui combine la simulation virtuelle et le matériel physique pour aider les développeurs de technologies d’énergie houlomotrice à affiner rapidement et à peu de frais leurs conceptions. Photo de Werner Slocum, NREL

Comment combler le gouffre de test

D’un côté de ce gouffre se trouve un monde virtuel, numérique, qui reflète le monde réel. Dans cet espace virtuel, les concepteurs de technologies sont en mesure d’explorer différents générateurs, jouer avec la forme et l’échelle, et même soumettre leur technologie à des vagues simulées.

De l’autre côté se trouve le monde réel, souvent plus chaotique que toute réplique virtuelle. Mais jeter des prototypes non testés dans la réalité – la mer – n’est pas nécessairement une meilleure option. Les essais en mer sont risqués : si un dispositif ne fonctionne pas aussi bien que les données le prédisaient, ou si un composant critique se brise dans les profondeurs, les développeurs pourraient perdre beaucoup de temps et d’argent à extraire leur conception défectueuse.

Pour protéger les dispositifs d’énergie marine des environnements océaniques difficiles, de nombreux développeurs d’énergie houlomotrice ajoutent de l’acier lourd à leurs conceptions. Mais cela peut augmenter le coût et le poids de leurs machines. Nathan Tom et une équipe de chercheurs du NREL ont pensé à autre chose qu’à l’acier : Leur conception n’a pas besoin d’une coque lourde pour survivre à l’océan. De plus, il pourrait être moins cher et plus productif. Appelés géométrie variable, ces modèles peuvent changer de forme pour laisser passer les puissantes forces océaniques.

Mais avec la nouvelle plateforme de test de l’équipe du NREL, les développeurs ont une troisième option, qui combine la liberté ludique des modèles théoriques avec la réalité brute d’un générateur physique ou d’un sous-système. Avec cela, les développeurs pourraient avoir plus confiance en leur dispositif et ses composants, et ce, à une fraction du coût de sortie en mer.

En synthèse

La nouvelle plateforme de test offre une solution innovante pour le développement et le test des technologies d’énergie des vagues. En combinant le monde virtuel et le monde réel, elle permet aux développeurs de tester leurs conceptions de manière plus précise et à moindre coût. Cette plateforme pourrait jouer un rôle clé dans l’accélération du développement de l’énergie des vagues et sa mise en œuvre dans le réseau électrique.

Un dispositif ressemblant à une méduse, vu ici de dessus (deux images à gauche) et de côté (deux images à droite), pourrait constituer un moyen plus efficace et plus rentable d’exploiter l’énergie des vagues. La géométrie du dispositif peut se transformer pour s’adapter aux conditions changeantes de la mer, comme on le voit ici. Graphiques de Nathan Tom, NREL

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que la plateforme de test pour l’énergie des vagues ?

C’est une plateforme qui permet de tester les technologies d’énergie des vagues en combinant le monde virtuel et le monde réel.

Pourquoi est-ce important ?

Elle permet aux développeurs de tester leurs conceptions de manière plus précise et à moindre coût, ce qui pourrait accélérer le développement de l’énergie des vagues.

Quels sont les avantages de cette plateforme ?

Elle offre une troisième option aux développeurs, qui combine la liberté ludique des modèles théoriques avec la réalité brute d’un générateur physique ou d’un sous-système.