Les mers et les océans occupent 70 % du globe terrestre. Alors pourquoi ne pas exploiter cette ressource pour produire de l’énergie renouvelable ? À l’heure actuelle, la plupart des énergies marines renouvelables sont encore en cours de développement et n’ont pas atteint la maturité. Quelles sont ces différentes énergies renouvelables ? Comment fonctionnent-elles ? Voici tout ce que vous devez savoir sur les énergies marines renouvelables.
Qu’est ce que les énergies marines renouvelables ?
Avec les énergies marines renouvelables, on produit de l’électricité à partir des ressources et des forces présentes dans le milieu marin. On peut notamment exploiter les courants marins, les marées, la houle, les différences de température entre les eaux de surface et les eaux profondes, etc. La plupart des énergies marines renouvelables sont encore en phase de recherche et de développement, à l’exception de l’énergie marémotrice, une technologie déjà plus mature.
L’énergie hydrolienne
Avec l’énergie hydrolienne, on exploite l’énergie des courants de marée près des côtes. On installe alors un dispositif similaire à une éolienne, mais sous-marin. Ainsi, plus le courant est fort, plus on produit d’énergie.
Les hydroliennes sont placées particulièrement en profondeur afin d’éviter qu’elles ne rentrent en contact avec les bateaux. Il faut également les entretenir très régulièrement afin d’éviter qu’elles ne soient bloquées par du sable ou des algues.
Cette énergie renouvelable est particulièrement intéressante car la masse volumique de l’eau est plus importante que celle de l’air, surtout dans le cas de l’eau salée. Ainsi, on peut produire de l’énergie avec des vitesses de rotation très faibles. La vitesse du courant est également constante et prévisible, ce qui est particulièrement avantageux dans le monde des énergies renouvelables.
En France, la côte Nord-Ouest de la France est particulièrement propice à la mise en place d’installations de production d’énergie hydrolienne car les courants y sont forts. Une hydrolienne est notamment installée au large de l’île d’Ouessant depuis octobre 2018, à 55 mètres de fond. Elle exploite le puissant courant du Fromveur. Son but est de fournir environ 10 % des besoins en électricité de cette île. Globalement, le potentiel est important en France : l’énergie hydrolienne pourrait produire 5 GW par an en France, soit une production supérieure à celle de deux réacteurs nucléaires de type EPR.
Dans le monde, ce potentiel atteint même 100 GW. À terme, l’énergie hydrolienne pourrait représenter 3 % de la production d’électricité dans le monde. Ceci est assez facile à estimer car nous connaissons déjà les différentes zones à forts courants.
L’énergie marémotrice
La France est un des pays pionniers de l’énergie marémotrice avec l’installation de la Rance. Quel est le concept ? On produit de l’énergie en exploitant le flux et le reflux de la marée pour remplir ou vider un bassin de retenue. Des turbines sont alors installées dans le barrage qui délimite les deux bassins et elles sont activées par le passage de l’eau.
L’énergie marémotrice comporte de nombreux points forts. Tout d’abord, les marées sont régulières et prévisibles. On peut donc prédire précisément à l’avance la quantité d’énergie produite en fonction des coefficients de marée, connus en amont. Par rapport à l’hydroélectricité, l’énergie marémotrice est également avantageuse car l’eau passe deux fois dans les turbines : lorsque la marée monte et lorsqu’elle descend.
En France, la centrale marémotrice de la Rance, près de Saint-Malo, est installée depuis 1966. Elle produit 4 % de l’électricité consommée en Bretagne, soit l’équivalent de la consommation électrique de la ville de Rennes. En revanche, il est difficile de trouver des sites sur lesquels mettre en place de telles installations, ce qui limite le développement de ce mode de production d’énergie.
Envie d’en savoir plus ? Découvrez notre article sur l’énergie marémotrice.
L’énergie houlomotrice
Avec l’énergie houlomotrice, on produit de l’énergie grâce au mouvement des vagues dû au vent, qu’on appelle la houle. Ce mode de production d’énergie est encore assez embryonnaire : des démonstrateurs sont installés dans le monde mais la technologie manque encore de maturité. Le potentiel énergétique est important car ces vagues circulent sur de grandes surfaces, générant beaucoup d’énergie, mais il est difficile de raccorder cette production au réseau.
L’énergie thermique des mers
Avec cette énergie renouvelable, on exploite la différence de température entre les eaux de surface qui sont chaudes et les eaux profondes qui sont froides. Ceci est donc particulièrement adapté aux zones tropicales ou cet écart est fort. Dans le cas de la France, ce sont ainsi surtout les départements d’Outre-mer qui se penchent vers cette technologie. Pour exploiter cette différence de température, on utilise un principe similaire à celui de la géothermie.
Ce mode de production d’énergie présente l’avantage d’être stable dans le temps et de pouvoir fonctionner en permanence. Les écosystèmes marins ne sont pas perturbés et il n’y a pas d’impact visuel ou sonore. Enfin, une centrale de ce type émet 1 000 fois moins de CO2 qu’une centrale thermique classique, ce qui limite son impact environnemental.
En revanche, ce type d’exploitation consomme beaucoup d’énergie pour assurer son fonctionnement. Il faut notamment utiliser 15 à 25 % de l’énergie produite pour pomper l’eau froide des profondeurs.
L’énergie osmotique
L’énergie osmotique produit de l’électricité grâce à la différence de concentration en sel entre l’eau de mer et l’eau douce. On exploite alors le phénomène d’osmose pour produire de l’énergie. De quoi s’agit-il ? Les masses ayant des teneurs en sel différentes ont une tendance naturelle à s’équilibrer lorsqu’elles entrent en contact.
Ainsi, on utilise une membrane pour séparer les deux types d’eau, ne laissant passer qu’un type d’ion. Les ions de sodium sont chargés positivement en électricité et passent dans l’autre bassin, alors que les ions de chlore sont chargés négativement en électricité et passent eux aussi dans l’autre bassin. Ce phénomène reproduit le fonctionnement d’une pile, ce qui génère de l’électricité.
En revanche, ce mode de production d’énergie renouvelable pose des problèmes en termes de rendements. Les membranes sont souvent trop fragiles et manquent d’efficacité. Par exemple, une membrane d’un mètre carré ne permettrait de produire que 5 watts d’électricité au maximum. Pour que l’exploitation de cette technologie soit rentable, il faudrait donc mettre en place des dispositifs d’ampleur considérable.
Sea Water Air Conditionning (SWAC)
Avec la technologie SWAC (Sea Water Air Conditionning), on climatise les espaces intérieurs grâce à de l’eau puisée en profondeur. On exploite alors le fait que cette eau soit naturellement froide. Cette technologie, encore en cours de développement, est surtout intéressante dans les zones de forte chaleur.
EDF étudie actuellement la mise en place de dispositifs de ce type à La Réunion. Un premier projet pourrait notamment climatiser le CHU Sud-Réunion de Saint-Pierre. On estime même qu’une cinquantaine de bâtiments pourraient être climatisés grâce à cette technique à terme. L’hôtel Intercontinental de Bora Bora et le Yacht Club de Monaco sont, quant à eux, déjà climatisés en utilisant la technologie SWAC.
Un fort potentiel de développement en France
La France possède une surface maritime importante. En effet, 11 millions de km2 d’eaux sont rattachées au territoire français. Globalement, les énergies marines renouvelables présentent l’avantage d’être assez prévisibles dans l’ensemble, ce qui les rend attractives et encourage leur développement. Leur impact environnemental et paysager est également limité. Mais la plupart des technologies ne sont pas encore matures.
Et l’éolien en mer ?
L’éolien en mer n’est pas à proprement parler une énergie marine renouvelable. En effet, ce n’est pas l’énergie de la mer qui est utilisée mais bien l’énergie du vent. En revanche, le potentiel de cette énergie renouvelable est très fort, avec un potentiel compris entre 30 et 70 GW par an rien qu’en France. Les éoliennes flottantes peuvent notamment être installées dans des zones plus profondes que les éoliennes posées car elles n’ont pas besoin de toucher le fond marin. L’éolien en mer devrait donc connaître une forte croissance au cours des prochaines années.
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