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Les moulins de marée

La Nature N°502 — 13 janvier 1883 et N°510 — 10 mars 1883

Mis en ligne par Denis Blaizot le mercredi 6 août 2014

L’emploi des moulins de marée, sur les côtes de l’Océan, à l’île de Ré, par exemple, n’est pas habituel, parce que sur ces côtes les marées y sont relativement faibles ; mais ces moulins se rencontrent fréquemment sur les côtes de la Manche où les dénivellements dus à la marée ont une amplitude moyenne de 11 mètres et peuvent atteindre 16 ou 17 mètres, comme à Granville et à Chausey. En outre, par suite de ces marées considérables, les cours d’eau de la côte, très peu importants du reste, n’ont plus de courant propre, leur débit minime se confond avec le flux et le reflux des eaux marines, et leurs embouchures deviennent des estuaires profonds soumis à toutes les fluctuations des courants et des marées.

La baie de Saint-Malo, du cap Fréhel à Cancale, présente des dentelures profondes où l’action des eaux terrestres et des eaux marines, les dépressions et les affaissements du sol, ont créé des réservoirs naturels utilisés assez fréquemment au moyen de barrages peu coûteux, pour recevoir les eaux du flux et les rendre au reflux en leur faisant actionner des moteurs hydrauliques. Tous ces moteurs sont employés pour la mouture locale, quelquefois pour des scieries sans importance, ou même pour des fabriques de ciments artificiels ; mais leur usage le plus habituel est la fabrication de la farine du blé et la mouture du sarrasin ou blé noir.

Appelé par mes fonctions à l’étude approfondie de ces établissements industriels, j’ai dû, non seulement apprécier les outillages, mais aussi déterminer la force motrice de chaque réservoir à marée. Or, j’ai constaté que dans presque tous les cas, l’homme a peu aidé à la nature.

Les barrages sont mal construits et de peu d’étendue ; quelques-uns, comme celui situé en Rance dans la plaine de Saint-Jouan-des-Guérets, a un développement assez considérable pour une hauteur de marée médiocre ; d’autres enfin, les plus rapprochés de la mer, comme le moulin de Rothéneuf dans le havre de ce nom, consistent en cuvettes polygonales élevées en pierres cimentées sur une grève rocheuse et par conséquent imperméable, complètement recouvertes à marée haute, et qui en quelques heures laissent écouler en activant les moteurs hydrauliques placés sur leur passage, les quelques milliers de mètres cubes d’eau emmagasinés. On comprend que le moteur doit être inactif pendant la dernière période du flux, et aussi pendant la première période du reflux, c’est-à-dire, soit dès que le réservoir est vidé s’il se vide complètement, ou avant que l’égalité de niveau soit produite, s’il a le même lit que l’estuaire qui l’alimente. Il y a arrêt aussi quand le niveau maritime baissant, il n’a pas dépassé notablement le niveau du réservoir alors rempli, de façon à constituer une chute. De toutes ces causes il résulte un chômage de quatre à six heures à chaque marée, soit de quatre à six mois par an.

Les moteurs employés sont généralement des roues à palettes prenant l’eau en dessous, noyés à la haute mer, dénoyés vers le milieu du reflux et commençant alors à fonctionner par l’action des eaux du réservoir. Aucun de ces moteurs n’est disposé de manière à fonctionner à marée montante.

J’ai déjà signalé la construction défectueuse des barrages, celle des moteurs est plus déplorable encore. C’est à peine si l’effet utile atteint 30% et on comprend en les voyant que ces installations primitives n’étaient destinées qu’à suffire à une consommation locale d’autant moins exigeante que l’imperfection des communications la rendait plus restreinte.

Il y a cependant dans les marées à grande amplitude, une force des plus puissantes, presque illimitée pour ainsi dire, et cette force est donnée gratuitement, sur des milliers de points à la lois. D’autre part, l’accès des lieux où cette force peut être utilisée est facile, et les moyens de transport peu coûteux. Le flux qui remplit le réservoir peut servir à apporter les bateaux qui alimentent l’usine ; le reflux emporte les produits fabriqués ; et dans les estuaires navigables, comme la Rance, les bateaux de 200 tonneaux accostent facilement à marée haute sous les vannes du moulin.

Le problème d’utilisation vraiment industrielle serait donc celui-ci : choisir l’emplacement destiné à la construction du barrage ; déterminer la nature du moteur à employer ; et enfin, comme le propose M. Gobin, dans le numéro de La Nature du 30 décembre 1882, utiliser alternativement le remplissage et le vidage du réservoir pour actionner le moteur.

Il y a sur notre côte de Bretagne, de nombreux sites d’un pittoresque achevé, admirablement disposés pour des installations grandioses de la nature de celles dont il est question. Pour n’en citer que deux, le port Saint-Jean, entre la Ville-ès-Nouais et Plouer, dans la rivière de Rance, et le havre de Rothéneuf, sur la côte même, près de la délicieuse station balnéaire de Paramé.

La carte ci-contre fera comprendre la topographie de ces points indiqués.

Au port Saint-Jean, la marée a en moyenne 7 mètres d’amplitude ; les assises ou culées naturelles du barrage sont des falaises verticales de granit dont la distance horizontale n’atteint pas 60 mètres, et le réservoir naturel qui s’étend entre le port Saint-Jean et l’écluse du Chatelier a plus de 800 hectares de superficie avec une profondeur moyenne de plus de 2 mètres ; elle est de 6 mètres dans le chenal de navigation. On obtiendrait ainsi toutes les douze heures une réserve de près de 16 millions de mètres cubes d’eau, la batellerie aurait assez de trois heures (savoir une heure et demie avant le plein et une heure et demie après) pour franchir les portes largement ouvertes ménagées au centre du barrage, une heure et demie suffirait ensuite pour produire une chute de 3 mètres, et l’on obtiendrait facilement six heures de travail réel par marée.

Quant à la nature du moteur à employer, il en est une qui s’impose de suite à l’idée. Ce moteur doit pouvoir fonctionner noyé et doit permettre le mouvement alternatif de l’outillage à l’entrée et à la sortie de l’eau dans le réservoir ; la turbine, quel qu’en soit le système, remplit ces conditions.

La turbine, en effet, peut marcher noyée, et il suffit d’un dénivellement médiocre entre l’amont et l’aval de la chute pour provoquer son action. Il suffit si la hauteur de chute est minime, d’ouvrir plus largement les registres de distribution d’eau et d’augmenter ainsi le débit ; or il serait extrêmement facile, si l’on voulait obtenir une action constante, de proportionner le débit à la hauteur de chute, en diminuant l’ouverture des vannes au fur et à mesure de l’abaissement du niveau d’aval, abaissement toujours plus rapide que celui d’amont.

La seule objection à l’emploi de ce moteur serait l’envasement de la turbine par les eaux chargées de matières terreuses dues à l’action du flot, et aussi l’encrassement des registres et des aubes par suite des incrustations calcaires produites par les myriades d’animalcules dont les eaux de la mer sont remplies.

L’application industrielle de ce projet serait-elle avantageuse en ce moment, si même elle est praticable ? Je ne le crois pas. Les matières à traiter par une si puissante chute, d’un cours si normal et si régulier, que n’influenceraient ni les pluies ni les sécheresses, sont encore à chercher aux lieux dont il s’agit. Mais on peut espérer que le perfectionnement des forces électriques, leur transport facile à grandes distances, permettra un jour d’établir au port Saint-Jean, comme en bien d’autres points, des foyers de production de forces électriques considérables, pouvant, par exemple distribuer aux villes voisines, Dinan, Saint-Malo, Dinard, Saint-Servan et Panamé, la lumière, la force industrielle, et peut-être même la chaleur, si le problème de transformation du mouvement en électricité, et de cette nouvelle force en mouvement, chaleur et lumière, est complètement résolu.


L’emploi des marées comme force motrice n’est pas un fait nouveau et depuis longtemps (voir La Nature du 13 janvier 1883, n° 502) on a utilisé sur les côtes de Bretagne la disposition naturelle de rivages profondément découpés, pour l’installation à peu de frais de réservoirs de marée agissant directement sur des moteurs appropriés.

L’action directe d’une chute d’eau produite artificiellement en utilisant les dénivellements de la mer, n’est pas le seul moyen de déterminer un travail en laissant agir cette force naturelle des marées. On a pu voir à l’une des dernières expositions de Londres, un moteur basé sur la compression de l’air par l’élévation des eaux de lamer ; j’en donne seulement un diagramme pour faciliter l’explication. Au reste, l’appareil de démonstration qui a été décrit jadis dans le Magasin pittoresque est absolument théorique, la construction des réservoirs superposés étant ou impossible ou trop coûteuse pour une application industrielle un peu importante et je proposerais d’y substituer la disposition en échelons ci-dessous.

A est une falaise, ou mieux une jetée, un mur de quai, ou tout autre obstacle naturel ou artificiel servant à arrêter le flot ; XY est le niveau moyen des basses mers ; MN le niveau moyen des hautes mers ; le fond doit être rocheux et non susceptible de s’envaser ou de s’ensabler. En B s’ouvre un tuyau de conduite arrivant au fond d’un réservoir solidement construit à deux compartiments à peu près égaux C et D et pouvant résister à une pression maximum de 2 atmosphères. La partie inférieure de D communique avec C par un tube à large section E qui vient s’ouvrir un peu au-dessus du fond de C. La partie supérieure de C communique par un tube F analogue au tube d’accès de la vapeur d’une machine à vapeur, à l’organe de distribution d’une machine ordinaire à air comprimé L. Enfin la partie supérieure de D communique par un tube identique G au tiroir de distribution de la même machine disposée en vue de l’action à produire. Deux robinets k et i permettent de fermer ou d’ouvrir ces deux tubes.

Voyons ce qui va se passer quand la marée montera.

Le robinet k est fermé et le robinet i est ouvert. Aussitôt arrivée au niveau de l’ouverture inférieure du tube E, l’eau ferme ce tube et forme en C un espace clos plein d’air qui se comprime et dont la pression est constamment égale à la hauteur de la marée. L’eau s’élève du reste librement dans le tuyau E. Dès que la mer a atteint mi-marée en LL qui est le niveau supérieur de C et le niveau inférieur de D, on peut ouvrir k et donner accès à l’air comprimé qui actionne le moteur. Si la capacité du réservoir est calculée d’après la rapidité d’élévation de la marée, de sorte que le réservoir C mette pour se vider le temps que l’eau mettra à monter de L en M, soit trois heures environ, la machine à air comprimé marchera avec une force constante pendant le même temps. D s’est alors rempli. La mer reste étale : on ferme le robinet i et on ouvre le robinet k ; le niveau descend de M à L et le réservoir D reste plein par l’effet de la pression atmosphérique. On ouvre alors I et par aspiration, pendant tout le temps que D mettra à se vider, la pression atmosphérique fera fonctionner le piston de la machine, comme tout à l’heure l’air comprimé. Cette action durera trois heures si le réservoir est construit pour cette durée.

On comprend que les tuyaux B, F et G peuvent avoir telle longueur que l’on voudra et que les réservoirs et la machine motrice peuvent être mis à telle distance de la côte qu’il sera nécessaire.

Ce système est assurément ingénieux, mais sa force est extrêmement limitée par l’impossibilité de construire sans frais énormes des réservoirs résistants et absolument imperméables à l’air sous pression, et capables d’actionner pendant des heures une machine d’une puissance même médiocre.

A mon avis, l’effet produit n’est-pas proportionné à sa cause, et la force utilisée est inappréciable comparativement à celle perdue.

Ce système, comme les barrages dans les moulins de marée de Bretagne, suppose au reste une conformation naturelle ou artificielle de la côte toute spéciale, et surtout une grande hauteur de marée.

Les côtes basses du littoral de l’Océan, les plages sans limites du golfe de Gascogne, verront donc sans utilisation possible, cette force effrayante du flot et de la marée, qui à l’heure où j’écris a commencé la destruction du brise-lames de la pointe de Grave, a coupé la ligne du tramway qui réunit cette pointe au Verdon, et menace d’emporter Soulac, dont les chalets les plus avancés tombent en ruines.

Le problème que je me suis proposé d’étudier est le suivant : transformer en mouvement circulaire uniforme les mouvements généraux de la mer (marées) et les mouvements irréguliers et les chocs mêmes de la lame, pour recueillir sur les côtes à l’aide de l’électricité et transmettre à l’intérieur à distances variables, une force sans limites et jusqu’ici sans emploi industriel certain.

C. de T. Ancien élève de l’École Centrale.