Les énergies marines : le futur de la production d’électricité ?

Les hydroliennes en pleine mer constituent une des sources d'énergie marine. Crédit : Pixabay

Comment exploiter la mer pour produire de l’électricité ? Quels sont les freins et avantages des énergies marines ? Faisons le tour des différentes technologies et découvrons si elles sont largement utilisées ou non à travers le monde. Qui sait, peut-être que vous n’envisagerez plus de la même manière la mer du Nord !

On connaît l’énergie solaire et les panneaux photovoltaïques, l’énergie du vent et les éoliennes, l’énergie hydraulique et ses centrales hydroélectriques… Un peu moins la géothermie et la biomasse et presque pas les énergies marines. Pourtant, ces énergies marines sont multiples et possèdent un énorme potentiel. N’oublions pas que nous vivons sur la planète bleue ! Les mers et les océans couvrent plus de 70% de la Terre, ils constituent donc une source d’énergie majeure. Autrement dit, les vagues, les marées et les courants marins contribuent fortement à la diversification du bouquet énergétique mondial.

L’énergie marémotrice : utilisation des marées

L’énergie marémotrice est issue des mouvements de flux et de reflux des marées. Elle est employée soit sous forme d’énergie potentielle, l’élévation du niveau de la mer, soit sous forme d’énergie cinétique, les courants de marée. Dans les installations utilisant ce type d’énergie, le mouvement de la marée fait tourner des turbines qui actionnent un alternateur produisant un courant électrique alternatif. Une centrale marémotrice possède un fonctionnement similaire à celui d’une centrale hydroélectrique.

Un des avantages majeurs de cette énergie est qu’elle est totalement prévisible. On sait donc à l’avance exactement la quantité d’énergie qui va être produite, ce qui n’est pas le cas pour les énergies solaire ou éolienne par exemple. Cependant, seule une infime partie de la puissance des marées est récupérable, l’exploitation de l’énergie marémotrice est donc limitée mais tout de même à fort potentiel. Et, cela va sans dire, l’énergie marémotrice est une énergie totalement renouvelable et non polluante. Le nombre d’usines marémotrices est faible et la plus connue est en France, juste à côté du Mont Saint Michel : l’usine de la Rance.

L’énergie hydrolienne : utilisation des courants marins

À l’image des éoliennes pour le vent, les hydroliennes exploitent l’énergie des courants sous-marins. Les hélices de l’hydrolienne, installées sous l’eau, se mettent en mouvement sous l’action des courants marins comme les pales de l’éolienne sous l’action du vent. La turbine de l’hydrolienne transforme l’énergie cinétique des courants marins en énergie mécanique et l’alternateur transforme cette énergie mécanique en courant électrique. La densité de l’eau est un facteur important à prendre en compte pour appréhender le dimensionnement des machines. Pour une puissance installée équivalente, une hydrolienne est beaucoup plus petite qu’une éolienne.

De la même façon que pour les marées dans l’énergie marémotrice, les courants marins sont prévisibles, ce qui constitue un avantage majeur pour connaître la production d’électricité à l’avance. Et, bien sûr, l’énergie hydrolienne est une énergie renouvelable. Toutefois, les hydroliennes pourraient avoir un impact négatif sur l’environnement. En effet, elles créeraient des zones de turbulences qui modifient la sédimentation ainsi que le courant et auraient de possibles effets sur la flore et la faune. Cependant, leurs conséquences sur la vie sous-marine restent difficiles à évaluer.

L’énergie houlomotrice : utilisation des vagues et de la houle

Les vagues créées par le vent à la surface des mers et des océans transportent de l’énergie cinétique. Lorsqu’elles arrivent sur un obstacle flottant ou côtier, elles cèdent une partie de cette énergie qui peut être transformée en courant électrique. Il ne faut pas confondre l’énergie houlomotrice qui utilise le mouvement des vagues et l’énergie marémotrice qui utilise le mouvement de l’eau créé par les marées. L’exploitation de l’énergie des vagues est encore en étude, quelques projets ont été lancés en Australie ou en Écosse mais ils restent marginaux et servent de tests pour des projets futurs.

L’énergie thermique des mers : utilisation de la chaleur de océans

Ce procédé vise à profiter de la différence de température entre le fond et la surface de l’océan, qui peut atteindre 20 degrés, afin de produire de l’électricité. On utilise pour cela des générateurs thermoélectriques, convertisseurs d’énergie transformant directement l’énergie thermique en énergie électrique. Une installation ETM peut produire de la chaleur et de l’électricité mais pas seulement ! En effet, elle peut aussi fournir un système de refroidissement et des coproduits (sels nutritifs, eau douce peu polluée, etc.) à différentes activités littorales grâce à l’écart des températures. En résumé, les océans sont à la fois un vaste capteur et un immense réservoir d’énergie solaire.

L’énergie osmotique : utilisation de la salinité

Le terme osmotique vient du processus de l’osmose qui est le passage de molécules à travers une membrane semi-perméable depuis un milieu vers un autre dans le but de produire de l’électricité. Dans le cas de l’énergie osmotique, un compartiment d’eau de mer et un compartiment d’eau douce sont mis en contact à travers la membrane semi-perméable. À cause de la différence de pression, l’eau va naturellement franchir la membrane vers le compartiment d’eau salée, où va se créer une surpression. Le débit d’eau à travers la membrane alimente une génératrice électrique. Une centrale osmotique exploite donc la différence de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce qui génère une différence de pression. C’est cette dernière que l’on peut exploiter et transformer en électricité. Aujourd’hui, l’utilisation de cette source d’énergie est limitée car la création de la membrane essentielle au processus est compliquée et coûteuse. L’énergie osmotique reste cependant une énergie renouvelable non polluante à fort potentiel.

Les enjeux des énergies marines

Les énergies marines sont encore trop marginales pour représenter un enjeu économique majeur actuel. Cependant, elles représentent un défi économique majeur puisqu’elles demandent des financements importants pour leur développement ou dans la recherche technologique. Le milieu marin étant particulièrement exigeant et agressif (sel corrosif, forces des courants et des tempêtes…), il nécessite un investissement important dans la Recherche&Développement. Ce dernier permettrait d’améliorer les technologies existantes et d’évaluer la faisabilité de certains projets à long terme.

Les énergies marines posent aussi des questions au niveau de la réglementation nationale et internationale. La délimitation des espaces maritimes et des droits de leur exploitation est souvent source de débats animés voire de conflits. Il faudra donc établir des normes claires d’utilisation des espaces maritimes ainsi que de tarification de l’électricité produite par ces installations.

Au niveau environnemental, les impacts des diverses installations sur la faune et la flore sous-marines doivent être étudiés. Les gènes auditives, visuelles ou auprès des pêcheurs, occasionnées par de tels dispositifs, peuvent aussi représenter un défi majeur à relever.

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