Dolphin Labs transforme l'énergie des vagues en électricité

Dolphin Labs convertit l'énergie des vagues de l'océan en une source d'électricité écologique. La start-up basée en Californie développe xNode Wave Energy Converter, une plate-forme de détection à distance qui exploite l'énergie des vagues pour alimenter la collecte de données avancée.

« Les scientifiques essaient de convertir l'énergie des ondes depuis au moins 30 ans, mais certains problèmes d'efficacité n'ont pas encore été résolus », explique Chris Rauch, Ingénieur en chef chez Dolphin Labs. « Un convertisseur d'énergie des vagues doit pouvoir fonctionner dans un environnement qui peut avoir entre 3 et 7 millions de cycles par an. » 

Cela signifie que la durabilité de la conception est une priorité absolue. Dolphin Labs prend en charge la durabilité grâce à sa capacité à fonctionner à la fois sous l'eau et à la surface de l'océan. « À mesure que les vagues se creusent, nous plongeons plus profondément », remarque Chris Rauch. Cette adaptabilité est essentielle : plutôt que de devoir résister à des événements de vagues catastrophiques comme une tempête de 100 ans, la plateforme peut plonger sous les conditions météorologiques extrêmes. Sa coque légère et économique est également conçue pour résister aux collisions avec les navires et à d'autres conditions extrêmes.

Une meilleure voie pour les plates-formes de détection à distance

La plate-forme xNode Wave Energy Converter n'est pas seulement un générateur, mais un système de détection autonome alimenté par les vagues qui tire parti des connaissances sur l'océan. De nombreux systèmes existants sont alimentés par l'énergie solaire ou éolienne, mais le soleil et le vent sont inconstants et produisent une puissance limitée. Dolphin Labs choisit une nouvelle voie. Le mouvement des vagues est une source d'énergie renouvelable dont la densité énergétique est supérieure à celle du solaire ou du vent. Cela signifie que xNode peut prendre en charge des capteurs plus grands et plus gourmands en énergie dans les sites offshore où ils peuvent être utilisés pendant de longues périodes.

Cependant, les environnements marins présentent une multitude de défis. « Maintenir la fiabilité de la technologie dans l'océan est difficile », observe Rauch. « Maintenir les appareils en état de fonctionnement est chose difficile. Aucun système n'est permanent dans l'environnement océanique, que vous soyez confronté à la corrosion galvanique ou au biofouling. »

La corrosion galvanique se produit lorsque deux métaux différents sont connectés électriquement dans un environnement conducteur, tel que l'eau de mer. Le métal (anode) plus réactif se corrode plus rapidement qu'il ne le ferait seul, tandis que le métal (cathode) moins réactif est protégé contre la corrosion. Le biofouling fait référence à l'accumulation au fil du temps d'organismes biologiques, tels que les algues, les cirripèdes et les bactéries sur des surfaces immergées. Cette accumulation peut nuire aux performances des équipements marins, des capteurs et des navires en augmentant la traînée ou en bloquant les capteurs.

Rauch utilise SOLIDWORKS® de Dassault Systèmes depuis plus de vingt ans, depuis l'université où il était responsable de la modélisation des hydroptères pour les applications marines. SOLIDWORKS a rationalisé le processus de conception en éliminant les goulets d'étranglement fastidieux, ce qui lui a permis de consacrer plus de temps aux tâches d'ingénierie à forte valeur ajoutée telles que la simulation. « SOLIDWORKS élimine les problèmes de conception pour me permettre de me concentrer sur les parties les plus difficiles du problème », ajoute-t-il.

Dolphin Labs intègre l'IA à l'edge computing pour permettre le traitement local des données en temps réel sur ses bouées houlomotrices. Au lieu de transmettre des ensembles de données volumineux vers le cloud, les modèles d'IA intégrés analysent les entrées des capteurs localement, détectant les problèmes critiques et ne renvoyant que des informations de grande valeur. Cette approche réduit l'utilisation de la bande passante, économise de l'énergie et accélère la prise de décision pour les clients de Dolphin Labs.

Cette efficacité accrue permet une observation plus intelligente de l'océan. Le convertisseur intégré est une suite de capteurs scientifiques de base entièrement compatible avec les charges utiles tierces. Du suivi des stocks de poissons à la mesure du CO₂ en passant par le suivi acoustique des mammifères marins, le xNode s'adapte à toutes les tâches.

La technologie est également conçue pour être indépendante des capteurs, car chaque utilisateur a des besoins différents. « Nous pouvons intégrer tous les capteurs nécessaires à une mission », souligne M. Rauch.

En route pour le déploiement dans l'océan

Actuellement, l'équipe Dolphin Labs se concentre sur le prototypage. Elle commande du matériel, met en place une infrastructure de test et finalise les conceptions structurelles avec l'objectif d'immerger le premier xNode dans l'eau d'ici le troisième trimestre 2025.