Dossier : Tout sur les énergies marines et hydrauliques : 15-18 ans

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Les enjeux des énergies marines : l’éolien offshore en plein essor

Les océans contiennent près d’1,5 milliard de kilomètres cubes d’eau animés de mouvements incessants ! Ce seul chiffre donne du monde marin une image de puissance considérable et laisse penser qu’il y a là beaucoup d’énergie à capter. C’est vrai, c’est un enjeu important, mais cela n’est pas facile et implique de hautes technologies.

Centrale eolienne offshore article

La difficulté du milieu marin

Les « énergies marines » (appelées souvent « énergies bleues ») désignent les ressources renouvelables originaires du milieu marin. Elles sont produites grâce aux marées, aux courants, aux vagues, mais aussi aux vents du large, à la chaleurAujourd'hui, en thermodynamique statistique, la chaleur désigne un transfert d'agitation thermique des particules composant la matière... des masses d’eau, au raffinageEnsemble des opérations industrielles permettant d'élaborer divers produits pétroliers (gaz, essences, fiouls, bitumes…) à partir de pétroles bruts. de la riche biomasseDans le domaine de l'énergie, la biomasse se définit par l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale... marine. Voir le décryptage : Énergies marines : comment ça marche ?

Toute cette puissanceEn physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps... potentielle suscite beaucoup d’espoirs et les recherches pour la transformer en électricité se sont multipliées au cours de la première décennie du siècle.

Mais le mouvement a été freiné par les difficultés propres au milieu marin : la complexité d’installer des équipements au fond de l’eau, le coût de la maintenance qui implique des bateaux d’intervention (même si le numérique permet des opérations à distance), la fragilité de la biodiversitéLa biodiversité désigne la diversité naturelle des organismes vivants... des océans et des rivages. L’eau de mer provoque en outre une corrosionAltération d'un matériau sous l'effet de facteurs physiques ou physico-chimiques... rapide des matériaux et ce qu’on appelle le bio-encrassement (en anglais, biofouling). C’est la formation d'une couche de très petits êtres vivants, coquillages notamment, sur les surfaces artificielles. Une des réponses est d’améliorer les performances des matériaux face aux agressions extérieures.

 

L’éolien offshore prend le large

Une énergie marine sort du lot : c’est l’éolien offshoreTerme anglais désignant les zones et les opérations d'exploration ou d'exploitation pétrolières en mer... . En 2018, il a permis de générer 0,3 % de la production électrique mondiale, une capacité qui paraît faible mais qui pourrait être multiplié par 15 d’ici 2040 selon les experts de l’AIEL'AIE (IEA en anglais) est une agence autonome au sein de l'OCDE, créée en 1974 lors du premier choc pétrolier... 1. C’est que l’offshore offre des espaces immenses et qu’on peut y installer (généralement à plus de 10 km des côtes) des éoliennes beaucoup plus hautes et puissantes que les éoliennes terrestres. En 2020, le record était un rotor de 222 mètres de diamètre et d'une puissance de 15 MW (contre 2 MW pour une éolienne terrestre moyenne).

Un nombre croissant de pays (Chine, Royaume-Uni, Allemagne, Japon, États-Unis et bientôt France) se sont lancés dans la filière. Les éoliennes flottantes, qui peuvent être installées au large, sont de plus en plus nombreuses. Voir le décryptage : L’avenir de l’énergie éolienne
 

L’énergie marémotrice

La plus ancienne des énergies marines est l’énergie marémotrice, qui utilise le mouvement des marées dans les zones d’estuaires. La France a été pionnière avec l’installation d’une usine sur l’estuaire de la Rance en 1966. Sa puissance est de 240 MW, ce qui est finalement peu en comparaison de celle développée par une centrale à gaz performante (600 MW) ou un réacteur nucléaireSitué au cœur de la centrale nucléaire, le réacteur est une sorte de chaudière géante... moyen (1 300 MW). Il a fallu une impressionnante infrastructure pour barrer les 750 mètres de l’estuaire, et les impacts sur les écosystèmes des rivages sont importants.

En un demi-siècle, une seule usine, celle du Sihwa Lake, en Corée du Sud, a dépassé (de peu) les performances de La Rance. Des projets ambitieux à 1 300 ou 2 000 MW sont envisagées en Corée du Sud ou en Grande Bretagne, mais ils peinent à voir le jour, notamment en raison de l’opposition de mouvements écologiques.


Les autres énergies

Quelques « fermes » hydroliennes, comme on parle de fermes éoliennes ou solaires, produisent déjà de l’électricité dans le monde, notamment au nord de l’Écosse. Les turbines les plus performants atteignent 1,5 MW. La France a testé des modèles sur le site de Paimpol-Bréhat et étudie le potentiel du Raz Blanchard, au nord du Cotentin. Le choix du lieu est très important pour avoir de bons rendements : au Raz Blanchard, la vitesse des courants peut avoisiner 12 nœuds (22 km/h) lors des marées d'équinoxe.

En matière d’énergie houlomotrice, de longs « serpents » ont longtemps oscillé au large de l’Ecosse et du Portugal pour capter la force de la houle. Mais les projets n’ont pas abouti et d’autres techniques sont testées. Les autres énergies marines sont pour l’essentiel à l’état d’études ou de prototypes. La difficulté est souvent un problème d’échelle : par exemple, le raffinage de la biomasse des algues a commencé dans certains secteurs, avec de petites productions à haute valeur ajoutée. Mais la production énergétique de masse de biocarburantsUn biocarburant est un carburant produit à partir de matières végétales ou animales... et de biométhane n’en est aujourd’hui qu’au stade de la R&D.

 

1Voir rapport de l’Agence internationale de l’énergie