Énergies marines

Les énergies marines

Dans le programme « l’Avenir en commun » porté lors des dernières élections par Jean-Luc Mélenchon et la France insoumise, une part importante est consacrée à la transition énergétique.
Plusieurs thèmes sont abordés à ce sujet et l’un d’eux concerne l’énergie marine.
S’il peut sembler évident que la mer puisse être pourvoyeuse d’énergie, qu’en est-il plus précisément des technologies  utilisées ?

L’énergie marémotrice

Celle-ci utilise l’énorme masse d’eau mobilisée par le phénomène des marées océaniques. Nos ancêtres l’avaient déjà bien compris avec l’utilisation des moulins à marée. Le principe est assez simple : un barrage est construit sur l’estuaire d’un fleuve et laisse passer deux fois par jour à marée montante ou descendante l’eau de mer. Celle-ci permet à des turbines de produire de l’électricité grâce à un générateur. L’amplitude des marées doit être suffisamment importante (10 à 15 mètres) pour une utilisation optimale.
La France a été pionnière en inaugurant en 1966 l’usine marémotrice de la Rance près de St-Malo.
La production annuelle s’élève à 540 GWh, soit la consommation d’une ville de 300 000 habitants.

Cette source d’énergie comporte des avantages puisqu’elle n’émet pas de gaz à effet de serre, mais aussi des inconvénients principalement d’ordre environnemental avec la création d’un nouvel équilibre écologique en aval et en amont du barrage, ce qui a un fort impact sur l’écosystème.

 

L’énergie hydrolienne

Une hydrolienne fonctionne sous le même principe qu’une éolienne mais utilise la force des courants au lieu de celle du vent. L’énergie hydraulique est transformé en énergie mécanique grâce à une turbine. Cette énergie mécanique est finalement transformée en énergie électrique par le biais d’un alternateur.

Elle peut être placée en surface ou en profondeur. Pour l’instant cette technologie est en phase de développement en France et connaît des difficultés. Le projet de ferme hydrolienne sur le site de Paimpol-Bréhat (Côtes d’Armor) a été stoppée par EDF et Naval Énergies pour des raisons de mise en place et de corrosion. Un second projet sur le site du Raz Blanchard a également été abandonné.

Cette technologie présente des avantages :

  • les courants marins sont prévisibles, on peut donc estimer avec précision la production d’électricité.
  • Elles sont beaucoup plus petites que les éoliennes pour une même puissance, ce qui est dû à la masse volumique de l’ eau qui est environ 800 fois supérieure à celle de l’ air.
  • Elles utilisent l’énergie des courants marins, qui est renouvelable et ne pollue pas .

Mais elle a aussi d’importants inconvénients :

  • pour éviter le développement des algues et organismes encroûtants sur les hydroliennes, il faut utiliser un antifouling, qui est un produit toxique et donc nocif pour la faune et la flore.
  • Avec la présence de sels et de sable, l’érosion de l’hydrolienne est rapide et importante, ce qui demande donc un gros budget et un entretien fréquent.
  • Les hydroliennes créent des zones de turbulence modifiant la sédimentation et les courants marins. Cela a des effets sur la faune et la flore et crée parfois des zones mortes (zones sans plus aucune vie)
  • Les hélices des hydroliennes peuvent heurter les animaux présents dans le milieu marin.

 

L’énergie houlomotrice

Cette énergie appelée aussi « énergie des vagues » utilise la force de la houle pour créer de l’énergie électrique. Si la quantité d’énergie générée par les vagues est faible, elle est multipliée par l’immense superficie marine qui permet de la récupérer.
Cette énergie présente sur toutes les côtes de tous les océans est néanmoins plus importante dans certaines régions comme l’Atlantique Nord par exemple. En France, son potentiel serait de 40 TWh/an (térawatts-heure).
Différents mécanismes permettent de capter et de transformer l’énergie potentielle et cinétique de ces oscillations de la mer : balanciers et flotteurs actionnant des vérins pneumatiques ou hydrauliques, systèmes de compression à eau ou à air reliés à des turbines, etc.
Plusieurs expérimentations ont eu lieu, entre autres le projet Pelamis testé au Portugal, mais c’est une start-up australienne qui a mis en place au large de Perth une centrale houlomotrice.

Cette énergie a pour avantage d’être d’un entretien assez simple et de ne pas nécessiter de fondations. Les inconvénients sont un fonctionnement intermittent et une gêne pour les activités nautiques et maritimes.

 

Les énergies thermiques et osmotiques.

Ces deux énergies sont à un stade de développement très précoce. La première utilise la différence de température entre le fond et la surface des océans. Les différents volumes d’eau sont pompés et leurs différentiels de température sont utilisés pour produire de l’électricité. Cette technologie n’est possible qu’en zone tropicale, car l’écart entre les eaux de surface et celles des profondeurs doit être au minimum de 20 degrés.
Cette technologie a pour avantage d’offrir une production continue, d’être prévisible et de pouvoir produire de l’eau douce et de l’air conditionné. Les inconvénients sont la nécessité d’investissements importants, la complexité technique et les contraintes géographiques.

L’énergie osmotique est, elle, basée sur l’écart de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce. Cette différence génère une différence de pression que l’on peut exploiter et transformer en électricité.
L’eau de mer et l’eau douce sont récupérées dans des compartiments distincts, puis mises en contact à travers une membrane semi-perméable. L’eau douce va rejoindre naturellement l’eau salée en créant une surpression. Le débit d’eau alimente alors une génératrice électrique.
Les avantages sont une production continue, la prédictibilité, un entretien aisé. Les inconvénients sont là aussi de lourds investissements, un rendement faible, la nécessité d’un accès à l’eau douce.

Ces différentes techniques, hormis l’énergie marémotrice, sont à l’heure actuelle peut mises en oeuvres d’un point de vue industriel, même si l’hydrolien est plus avancé que l’énergie thermique par exemple.
Ces technologies sont souvent développées par des entreprises de taille moyenne soutenues par des fonds publics. Les grands groupes investissent peu en recherche et développement et préfèrent acheter une technologie quand celle-çi a fait ses preuves, même si parfois ils passent des accords de partenariat avec ces entreprises.
Les coûts expérimentaux sont élevés et certains projets sont abandonnés : le milieu marin est difficile, principalement en raison de la corrosion due au sel, des tempêtes, de la force des courants, etc..
Mais les potentiels sont importants et la plus que jamais nécessaire transition énergétique exige le développement des énergies de la mer.

Stéphane