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Énergies Marines Renouvelables (EMR)

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Les Énergies Marines Renouvelables (EMR) désignent l’ensemble des ressources de la mer et du littoral qui permettent de produire de l’électricité.

La terre est recouverte à plus de 70% de mers et d’océans dont les courants marins, les vents, les vagues, la houle, la salinité et la chaleur des eaux présentent une ressource énergétique potentiellement exploitable.

A titre de comparaison, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) évalue l’énergie totale dissipée par les marées à environ 25 000 TWh/an à l’échelle du globe, soit davantage que la production d’électricité mondiale (23 537 TWh en 2014).

Dans la recherche de nouvelles sources d’énergie n’émettant pas de gaz à effet de serre, les énergies marines présentent un potentiel encore sous-exploité offrant de multiples flux naturels d’énergie renouvelable et exploitable.

 

Énergie houlomotrice

La houle, énergie des vagues, est le produit des vents soufflant sur de grandes surfaces marines et transformé dans les vagues en énergie cinétique qui peut être convertie en électricité.

Ces convertisseurs de vagues en électricité, aussi appelés houlogénérateurs, reposent sur différentes technologies testées le long des côtes et en pleine mer :

  • vagues-flickr-tony-hisgett-6940877193_7e4a1629d6_oLes systèmes à corps mus par la houle utilisent le mouvement de flotteurs pour entrainer un générateur
  • Les systèmes à déferlement actionnent une turbine via la vidange d’un réservoir
  • Les systèmes à colonne d’eau oscillante utilisent le mouvement des vagues comme un piston pour comprimer l’air et faire tourner une turbine

Le potentiel houlomoteur se situe principalement en pleine mer avec des installations mobiles flottantes.

 

Énergie marémotrice

Les usines marémotrices exploitent l’énergie de la marée, correspondant à l’énergie liée à la différence de niveau entre deux masses d’eau et aux courants induits.

Centrale marémotrice de Kislaya Guba (Russie)

Centrale de Kislaya Guba (Russie)

Les marées provoquent de puissants courants qui sont concentrés près des côtes. La force du flux et du reflux de la marée est utilisée pour alternativement remplir ou vider un bassin de retenue qui actionne des turbines et produire de l’électricité en temps réel :

  1. chaque changement de flux fait tourner les turbines de la centrale
  2. les turbines actionnent un alternateur qui produit du courant alternatif
  3. un transformateur élève la tension du courant électrique généré

Ce type de projet a connu un développement assez lent du fait de l’importance de l’investissement nécessaire et de leur impact environnemental.

 

Énergie hydrolienne

Les hydroliennes exploitent l’énergie des courants océaniques qui sont concentrés dans certains endroits près des côtes sur le principe des éoliennes avec le vent.

hydrolienne-wiki-cc-seaflow_raised_16_jun_03L’énergie des courants est récupérée par une hélice, une aile plane oscillante ou un autre système placé dans le flux de déplacement d’eau pour actionner une turbine et produire de l’électricité.

Différentes technologies coexistent suivant les implantations :

  • hydroliennes à axe horizontal
  • hydroliennes à axe vertical
  • ailes planes battantes ou oscillantes
  • roues à aubes flottantes

 

Énergie thermique des mers (ETM)

L’énergie thermique des mers exploite le gradient thermique soit la différence de température entre les couches d’eau de surface et celle des profondeurs.

Sur le principe de la pompe à chaleur thermodynamique, une installation ETM produit de la chaleur et de l’électricité à partir du différentiel de températures des eaux et peut aussi proposer un système de refroidissement.

 

Énergie osmotique

L’énergie osmotique utilise le phénomène d’osmose entre l’eau douce et l’eau salée. Les différences de salinité sont utilisées pour produire un flux d’eau que l’on peut exploiter et transformer en électricité.

Les estuaires sont les lieux d’implantation de prédilection des centrales osmotiques mais les projets de ce type sont encore peu avancés.

A noter : la recherche travaille également à produire de l’énergie grâce au gradient de salinité en utilisant des procédés d’électrodialyse inversée.

Énergie éolienne offshore

L’énergie éolienne transforme l’énergie mécanique du vent en énergie électrique. Une éolienne offshore est située en mer, posée ou flottante, et profite de vents plus forts et réguliers qu’à terre car générés sur de vastes étendues dépourvues d’obstacles.

En France, la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) met l’accent sur le développement de l’éolien offshore et ambitionne 6 000 MW de production d’électricité d’origine éolienne en mer à l’horizon 2020, soit environ 1 200 éoliennes pour produire 3,5 % du mix énergétique français.

Les EMR encore sous-exploitées

Les énergies marines renouvelables sont encore dans l’ensemble peu exploitées, principalement en raison de rendements faibles par rapport aux coûts engendrés par les investissements nécessaires. La densité de l’eau, la corrosion saline et les dégradations causées par les micro-organismes augmentent le coût des investissements et nécessitent une maintenance souvent difficile à réaliser sous l’eau ou en mer.

Si les technologies marémotrice et houlomotrice présentent à ce jour un véritable potentiel de développement au regard des recherches et expérimentations engagées, d’importants progrès restent à faire pour exploiter les autres énergies marines renouvelables de la mer et des océans.