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Énergies marines : comment ça marche ?

Vents, vagues, courants, marées… Les mers et les océans, qui couvrent 70 % de la surface du globe, sont traversés de mouvements puissants. Ils recèlent donc un grand potentiel d’énergies renouvelables. Tour d’horizon des technologies développées.

Les énergies marines

Parfois aussi appelées « énergies bleues », les « énergies marines » intègrent l’ensemble des technologies qui permettent de produire de l’énergie – généralement de l’électricité – en utilisant différentes ressources du milieu marin :

- les vents soufflant au-dessus de la mer (éolien offshoreTerme anglais désignant les zones et les opérations d'exploration ou d'exploitation pétrolières en mer... ) ;

- les marées (énergie marémotrice) ;

- les courants (énergie hydrolienneUne hydrolienne est une turbine hydraulique fonctionnant grâce aux courants d'eau naturels... ) ;

- les vagues et la houle (énergie houlomotrice) ;

- la différence de température de l’eau en surface et en profondeur (énergie thermique) ;

- le gradient de salinité à l’embouchure des fleuves (énergie osmotiqueL’énergie osmotique a pour principe la juxtaposition d’une masse d’eau salée et d’une masse d’eau douce séparées... ) ;

- la biomasseDans le domaine de l'énergie, la biomasse se définit par l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale... des micro-algues (biocarburantsUn biocarburant est un carburant produit à partir de matières végétales ou animales... ).
 

Ces technologies se distinguent des formes traditionnelles de l’énergie hydraulique : centrales hydroélectriques utilisant l’énergie de chutes d’eau, ou centrales « au fil de l’eau » utilisant l’énergie d’une rivière ou d’un fleuve. L’énergie hydraulique est utilisée depuis l’Antiquité et elle constitue aujourd’hui de loin la première des énergies renouvelablesOn appelle énergie renouvelable une source d'énergie dont le renouvellement naturel est immédiat ou très rapide... pour la production d’électricité.
 

Éolien offshore

L’éolien offshore permet d’exploiter l’énergie du vent disponible en mer. Comme pour les éoliennes terrestres, le vent fait tourner les pales de l’hélice, puis un générateur transforme l’énergie cinétiqueL’énergie cinétique est l’énergie d'un corps liée à son mouvement. en énergie électrique.

En mer, les vents sont plus fréquents, plus réguliers et plus puissants que sur terre. Les éoliennes installées en mer sont aussi beaucoup plus grandes, culminant, pour les derniers modèles en test, à 260 mètres de haut.

L’éolienne est fixée sur le fond marin jusqu’à une limite technique de profondeur de 50 m (éolien posé) ou sur une structure flottante (éolien flottant) dans les zones plus profondes (jusqu’à 300 m).
 

Énergie marémotrice 

L’énergie marémotrice repose sur le mouvement montant et descendant des énormes masses d’eau mobilisées par le phénomène des marées océaniques. A la manière des barrages hydroélectriques, les centrales « marémotrices », construites sur les estuaires des fleuves, retiennent deux fois par jour d’immenses quantités d’eau qui, une fois relâchées, génèrent de l’électricité via des turbines entraînant un générateur.

Voir le décryptage détaillé : L'énergie marémotrice 
 

Énergie hydrolienne

Il s’agit de capter et d’exploiter l’énergie cinétique des courants marins grâce à des sortes de petites éoliennes sous-marines. Ces « hydroliennes » sont fixées en batterie sur les fonds marins ou flottent en position intermédiaire entre deux eaux.

Du fait de la densité de l'eau, les hydroliennes sont beaucoup plus petites que les éoliennes (10 à 20 mètres de diamètre).

Voir le décryptage détaillé : L'énergie des courants marins 
 

Énergie houlomotrice

En mer, la force des vagues et de la houle est considérable et omniprésente. Elle peut actionner des systèmes mécaniques capables de produire de l’électricité.

Différentes techniques de récupération de l’énergie des vagues sont testées : caissons flottants articulés entraînant des pistons, colonnes d’eau oscillantes côtières ou immergées, débordements de chenal (sur le rivage, les vagues sont canalisées vers un réservoir situé au-dessus du niveau de la mer, qui se remplit peu à peu, puis est vidé).

Voir le décryptage détaillé : L'énergie houlomotrice : l'utilisation du mouvement perpétuel
 

Énergie thermique des mers

La mer est un énorme réservoir de chaleurAujourd'hui, en thermodynamique statistique, la chaleur désigne un transfert d'agitation thermique des particules composant la matière... . Dans les zones intertropicales, la différence de température entre les eaux de surface (22 °C et plus) et les eaux profondes (2-4 °C à 1 000 m) peut être utilisée pour produire de l’énergie. A condition de disposer d’un différentiel d’au moins 20 °C. Ce gradient de température est utilisé pour vaporiser un fluide qui, par son expansion, entraîne ensuite un turbogénérateur.

Voir le décryptage détaillé : La mer, une réserve de chaleur rarement exploitée 
 

Énergie osmotique

Il est possible, en utilisant une membrane semi-perméable, d’exploiter le mouvement de l’eau qui résulte de la différence de salinité entre l’eau douce et l’eau de mer aux embouchures des fleuves. C’est le phénomène d’osmose dans lequel la membrane laisse passer l’eau mais non les sels dissouts. Le débit généré par la pression d’eau peut être turbiné pour produire de l’électricité.

Voir le décryptage détaillé : L'eau salée, moteur de l'énergie osmotique  
 

Biomasse des micro-algues

La biomasse des micro-algues peut être une source d’énergie, sous forme d’huiles transformées en biocarburants. Environ 300 espèces ont été identifiées pour leur capacité à produire de grandes quantités d’huiles. Grâce aux biotechnologies, elles peuvent être « améliorées » pour devenir de véritables « usines », avec des rendements à l’hectare 20 à 30 fois supérieurs à ceux des plantes terrestres… et sans concurrencer les terres agricoles.

Voir le décryptage détaillé : La transformation de la biomasse des micro-algues