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NSK
Grâce aux vis à billes NSK, Ocean Harvesting teste un nouveau type de production d'énergie renouvelable : l'énergie houlomotrice
La start-up suédoise Ocean Harvesting exploite une nouvelle source d'énergie inépuisable. Grâce à une bouée flottante, il est possible de convertir le mouvement ascendant et descendant qui agite la surface de la mer en énergie électrique, où les vis à billes haute résistance de NSK ont un rôle important à jouer.
Même si la part de la production d'énergie renouvelable est en constante augmentation, le monde doit, compte tenu des objectifs ambitieux de réduction des émissions de CO2, développer de nouvelles sources durables de production d'énergie.
Ocean Harvesting a élaboré une solution qui récupère l'énergie du mouvement des vagues. L'idée de base du système, appelé InfinityWEC (Wave Energy Converter - convertisseur d'énergie houlomotrice), repose sur des bouées ancrées au fond de la mer. La houle fait monter et descendre les bouées, ce mouvement étant capté par un système de ressort hydraulique à force constante (un cylindre hydraulique raccordé à un important volume de gaz) et deux vis à billes très résistantes de NSK. Les écrous des vis à billes sont reliés directement au cylindre, convertissant ainsi le mouvement linéaire ascendant et descendant en un mouvement rotatif (de l'axe de la vis à billes) qui agit directement sur un générateur pour produire de l’électricité.
De nombreuses solutions détaillées ont dû être développées avant que ce concept élégant et durable puisse être mis en oeuvre. Par exemple, il est essentiel de garantir l'alignement optimal du mouvement de la bouée pour chaque vague, vital pour une production d'énergie efficace. Il est également nécessaire de garantir le mouvement de retour vers le bas de l'écrou de la vis à billes, tâche effectuée par le cylindre hydraulique. Le cylindre stocke une partie de l'énergie générée par la force de flottaison et la restitue à la vis à billes lorsqu'elle descend.
Le choix du système d'entraînement pour assurer ces fonctions a également nécessité énormément de diligence, d'autant plus que l'entraînement fonctionne constamment dans des conditions environnementales défavorables (scellé sous l'eau), limitant les possibilités de maintenance.
« Par rapport aux treuils et aux entraînements à pignon-crémaillère que nous avons évalués, nous avons constaté que les vis à billes constituaient la meilleure solution pour fournir une grande force, une longue course, un haut rendement et une sortie rotative élevée au générateur », précise Mikael Sidenmark, PDG d’Ocean Harvesting Technologies AB.
Les ingénieurs de la société ont opté pour NSK en raison de la très longue durée de vie des vis à billes à usage intensif série HTF de NSK. Comme l’explique Mikael Sidenmark, « Les vis à billes doivent effectuer 100 millions de cycles de charge en 20 ans ; c'est très exigeant ». Et, selon M. Sidenmark, le niveau satisfaisant d'assistance disponible a constitué un motif supplémentaire de collaboration avec NSK.
À l'origine, les vis à billes à usage intensif de la série HTF ont été conçues pour les applications de machines-outils à usage intensif, telles que les presses et autres machines de formage, ainsi que les machines de moulage par injection à entraînement électrique plutôt qu'hydraulique. Grâce à leur capacité de résistance à des charges très élevées tout en offrant une durée de vie exceptionnelle, les vis à billes série HTF conviennent également à d'autres applications d'infrastructure, comme les éléments d'amortissement dans les systèmes innovants destinés à la protection des immeubles de grande hauteur contre les tremblements de terre.
Ocean Harvesting teste actuellement un prototype de l'« InfinityWEC » à l'échelle 1:10. S'il s’avère satisfaisant, un prototype à l'échelle 1:3 sera testé. En 2024, une première « centrale houlomotrice » grandeur nature sera construite pour démontrer sa viabilité. Entre-temps, NSK se consacrera également au développement, à la conception et à la fabrication d'une vis à billes HTF à usage intensif de la taille requise par Ocean Harvesting.
Ocean Harvesting a élaboré une solution qui récupère l'énergie du mouvement des vagues. L'idée de base du système, appelé InfinityWEC (Wave Energy Converter - convertisseur d'énergie houlomotrice), repose sur des bouées ancrées au fond de la mer. La houle fait monter et descendre les bouées, ce mouvement étant capté par un système de ressort hydraulique à force constante (un cylindre hydraulique raccordé à un important volume de gaz) et deux vis à billes très résistantes de NSK. Les écrous des vis à billes sont reliés directement au cylindre, convertissant ainsi le mouvement linéaire ascendant et descendant en un mouvement rotatif (de l'axe de la vis à billes) qui agit directement sur un générateur pour produire de l’électricité.
De nombreuses solutions détaillées ont dû être développées avant que ce concept élégant et durable puisse être mis en oeuvre. Par exemple, il est essentiel de garantir l'alignement optimal du mouvement de la bouée pour chaque vague, vital pour une production d'énergie efficace. Il est également nécessaire de garantir le mouvement de retour vers le bas de l'écrou de la vis à billes, tâche effectuée par le cylindre hydraulique. Le cylindre stocke une partie de l'énergie générée par la force de flottaison et la restitue à la vis à billes lorsqu'elle descend.
Le choix du système d'entraînement pour assurer ces fonctions a également nécessité énormément de diligence, d'autant plus que l'entraînement fonctionne constamment dans des conditions environnementales défavorables (scellé sous l'eau), limitant les possibilités de maintenance.
« Par rapport aux treuils et aux entraînements à pignon-crémaillère que nous avons évalués, nous avons constaté que les vis à billes constituaient la meilleure solution pour fournir une grande force, une longue course, un haut rendement et une sortie rotative élevée au générateur », précise Mikael Sidenmark, PDG d’Ocean Harvesting Technologies AB.
Les ingénieurs de la société ont opté pour NSK en raison de la très longue durée de vie des vis à billes à usage intensif série HTF de NSK. Comme l’explique Mikael Sidenmark, « Les vis à billes doivent effectuer 100 millions de cycles de charge en 20 ans ; c'est très exigeant ». Et, selon M. Sidenmark, le niveau satisfaisant d'assistance disponible a constitué un motif supplémentaire de collaboration avec NSK.
À l'origine, les vis à billes à usage intensif de la série HTF ont été conçues pour les applications de machines-outils à usage intensif, telles que les presses et autres machines de formage, ainsi que les machines de moulage par injection à entraînement électrique plutôt qu'hydraulique. Grâce à leur capacité de résistance à des charges très élevées tout en offrant une durée de vie exceptionnelle, les vis à billes série HTF conviennent également à d'autres applications d'infrastructure, comme les éléments d'amortissement dans les systèmes innovants destinés à la protection des immeubles de grande hauteur contre les tremblements de terre.
Ocean Harvesting teste actuellement un prototype de l'« InfinityWEC » à l'échelle 1:10. S'il s’avère satisfaisant, un prototype à l'échelle 1:3 sera testé. En 2024, une première « centrale houlomotrice » grandeur nature sera construite pour démontrer sa viabilité. Entre-temps, NSK se consacrera également au développement, à la conception et à la fabrication d'une vis à billes HTF à usage intensif de la taille requise par Ocean Harvesting.
1) Le système WEC d'Ocean Harvesting peut, à partir des vagues de la mer, générer de l'énergie de manière durable et neutre en termes de CO2. Photos : Ocean Harvesting.
2) Deux vis à billes NSK et un système hydraulique à ressort à force constante convertissent le mouvement de haut en bas de la bouée en un mouvement de rotation qui entraîne le générateur. Photo : Ocean Harvesting.
3) Développées à l'origine pour les machines-outils, les vis à billes à usage intensif série HTF contribuent également à la protection antisismique des bâtiments et des ponts. Photo : NSK.
