Les énergies marines

 

Les mers et les océans, qui couvrent 70% de la surface de la planète, représentent une immense réserve d’énergie encore quasiment inexploitée. Les sources d’énergie exploitées pour produire de l’électricité, sont renouvelables et présentent des degrés de maturité, des distributions géographiques et des limites d’utilisation différents :

  • L’énergie marémotrice exploite l’énergie potentielle de la marée en utilisant les différences de niveau entre haute mer et basse mer. Cette technologie est mature mais les sites présentant un marnage suffisant sont peu nombreux (estuaires, sortie de lagon…). Trois centrales, de taille significative, sont en service dans le monde : la première installée dans l’estuaire de la Rance depuis 1966 (puissance installée 240 MW), Sihva en Corée du Sud (254 MW) et Annapolis au Canada (20 MW).
  • L’énergie hydrolienne exploite l’énergie cinétique des courants marins grâce à des « éoliennes » sous-marines appelées hydroliennes. Les sites propices sont des zones de forts courants proches des côtes. Cette source d’énergie a l’intérêt, comme la précédente, d’être prédictible. Des pilotes fonctionnent depuis 2008 en baie de Fundi au Canada, en Irlande du Nord, en Bretagne dans l’estuaire de l’Odet et, depuis 2011, dans la zone de Paimpol-Bréhat (puissance installée finale 2MW).
  • L’énergie houlomotrice consiste à récupérer l’énergie des vagues ou de la houle. Différentes technologies sont en cours d’expérimentation : corps flottants articulés, systèmes à colonne d’eau oscillante, systèmes à déferlement, bouées immergées…La ressource est largement répartie et est prédictible plusieurs jours à l’avance. La difficulté est la résistance des dispositifs aux conditions extrêmes qu’ils doivent affronter. Plusieurs projets sont en développement. On peut citer le dispositif Pelamis, qui consiste en un flotteur articulé d’une puissance de 750 kW, testé en Ecosse puis au Portugal en 2008 et prévu, en 2014, à la Réunion et le système Searev, formé par une masse qui oscille dans un flotteur, testé par l’Ecole Centrale de Nantes depuis 2002.
  • L’énergie thermique (ETM) utilise le différentiel de température entre les eaux de surface et celles des profondeurs (>1000m) quand celui-ci est supérieur à 20°C, c'est-à-dire dans la zone intertropicale. La mise en œuvre requiert de grosses structures. Plusieurs prototypes ont été testés par le Japon et les Etats Unis dans les années 70-80 tandis qu’IFREMER étudiait la faisabilité d’une centrale destinée à la Polynésie Française. Récemment l’américain Lockhed Martin et le français DCNS ont relancé des prototypes respectivement à Hawaï et à la Réunion.
  • L’énergie osmotique est basée sur le principe de la différence de salinité entre eau de mer et eau douce qui induit une différence de pression à travers une membrane semi-perméable et donc un débit d’eau que l’on peut turbiner pour produire de l’électricité. Elle est la moins mature des énergies marines. Les sites idéaux sont les estuaires où se rencontrent eaux douces et eaux salées. Un prototype de centrale osmotique a été mis en service en Norvège en 2009 (puissance 4 kW) mais la technologie est limitée par la performance des membranes et les coûts actuels de production.

 

Le potentiel marin peut également être utilisé pour fournir une source de climatisation en pompant l’eau froide des fonds océaniques. Ce procédé, connu sous le nom de SWAC (sea water air conditioning), qui nécessite la présence de zones d’eaux profondes à proximité des côtes, a été mis en œuvre à l’Université de Cornwell (New York), à Toronto, Stockholm, Honolulu et est envisagé pour la climatisation urbaine de Saint-Denis de la Réunion.

Energie éolienne marine et biomasse d’origine marine sont traitées dans les dossiers « énergie éolienne » et « biomasse ».

En théorie, le potentiel mondial des sources d’énergie marine est immense (20 à 100 000 TWh/an, A.I.E.) mais la ressource ne peut être utilisée que dans les zones favorables à chaque technique, près des lieux de consommation et en présence de réseaux électriques adaptés. Les organismes européens envisagent une puissance installée en Europe de l’ordre de 2 200 à 3600 MW en 2020 et un objectif de 180 GW en 2050. Les pays européens sont très actifs, en particulier le Royaume Uni, le Danemark et le Portugal. La France, pays précurseur avec l’usine de la Rance, possède la deuxième zone d’exclusivité économique marine mondiale et donc un potentiel remarquable. Une filière dynamique a été mise en place suite au rapport du groupe de travail IPANEMA en 2009 et à la création d’un institut de recherche dédié (France Energies Marines) en mars 2012, s’appuyant sur les connaissances et les compétences de l’Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer (IFREMER). Selon le Syndicat des Energies Renouvelables, les énergies marines pourraient contribuer à hauteur de 8% des objectifs du Grenelle de l’environnement en 2020 avec le soutien des pouvoirs publics dans les domaines économique, juridique et réglementaire.

Les défis sont d’abord technologiques : problèmes de matériaux résistance des matériaux à la corrosion, d’adaptation des réseaux et de maintenance des installations pour les techniques éprouvées (énergies marémotrice, hydrolienne), viabilité technologique des concepts et industrialisation pour l’énergie houlomotrice et développements R & D dans les domaines des énergies thermique et osmotique. Les procédés les plus matures doivent devenir compétitifs par rapport aux autres sources d’énergie. Enfin, le développement de ces différentes installations, localisées généralement dans l’environnement côtier, nécessite une gestion partagée du domaine marin avec les autres activités économiques (pêche, trafic portuaire, cultures marines, navigation de plaisance) et les riverains.

 

Pour en savoir plus à la SGF :                                                               

- Les énergies marines prendront-elles leur envol ? La rédaction - Géologues, 176, mars 2013 - Acheter en ligne ce numéro
- icon Énergie issue des courants marins : l’hydrolienne (90.68 KB), A. Laumondais - Géologues, 145, juin 2005
- icon Les énergies renouvelables - Etat des lieux et perspectives (37.71 KB), C. Acket et J. Vaillant, ed. Technip, 121, 2011 - Analyse d’ouvrage Géochronique, mars 2011

 

et …

- Les énergies renouvelables marines ; synthèse d’une étude prospective à l’horizon 2030, IFREMER, 2008 - http://wwz.ifremer.fr/content/download/39242/536346/file/Ifremer_synthese-etude-prospective-EnRM.pdf
- Energies marines renouvelables ; état de l’art, perspectives, L. Loubersac, M. Paillard – IFREMER - Séminaire Maîtrise de l’énergie, 8 dec. 2011, Nouméa - http://wwz.ifremer.fr/ncal/content/download/53616/760054/file/pres_EMR_Ifremer.pdf
- Les projets énergies marines à La Réunion - Agence régionale Energie Réunion, avril 2013 - http://www.arer.org/IMG/pdf/Fiches-projets-EMR-REUNION.pdf
- Energie de la houle, Groupement d’Analyse et d’Etudes de la Loire – Atlantique, J.C. Guyard, 2012 - http://gaela.asso-web.com/uploaded/dossier-houle-gaela.pdf
- Les énergies marines renouvelables, site Syndicat des Energies Renouvelables (SER) : http://www.enr.fr/docs/2012140716_SEREnergiesMarines20121206b.pdf
- Site connaissance des énergies : énergies marines - http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/energies-marines
- Livre blanc des énergies renouvelables, Syndicat des Energies Renouvelables, 2012 : http://www.enr.fr/docs/2012115824_LivreBlancComplet.pdf
- site France Energies Marines : http://www.france-energies-marines.org/
- site ADEME - énergies et matières renouvelables – énergies marines : http://www2.ademe.fr/servlet/KBaseShow?sort=-1&cid=96&m=3&catid=12901
- Energies marines – Ministère du Développement Durable, 2012 - http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/4-Energie_marines.pdf