Énergies marines : un potentiel encore incertain

Dompter les flots pour répondre aux besoins en énergies croissants est une solution de plus en plus envisagée dans les stratégies énergétiques. Les océans, mers et leurs profondeurs, encore peu exploités à des fins de production de chaleur ou d’électricité, pourraient bien renfermer un potentiel important. Analyse des avantages et inconvénients des énergies maritimes.

Dompter les flots pour répondre aux besoins en énergies croissants est une solution de plus en plus envisagée dans les stratégies énergétiques. Les océans, mers et leurs profondeurs, encore peu exploités à des fins de production de chaleur ou d’électricité, pourraient bien renfermer un potentiel important. Analyse des avantages et inconvénients des énergies maritimes.

L’énergie marine semble naturellement favorisée sur notre Terre, la planète bleue, dont 70 % de la surface est recouverte d’eau. Le potentiel de cette source d’énergie paraît immense, alors pourquoi est-elle si peu exploitée ? En effet, à part l’éolien offshore qui connaît une certaine popularité en ce moment, cité dans la plupart des stratégies énergétiques, les autres énergies de la mer, quand elles ne restent pas à l’état de prototypes ou de concepts, sont largement délaissées.

D’abord, de quoi parle-t-on ?

L’"énergie marine" est un terme un peu vaste, qui est en réalité un agrégat de différentes technologies plus ou moins au point, et tirant parti de phénomènes physiques et naturels bien distincts. Cette dénomination regroupe en réalité cinq technologies principales différentes, auxquelles est parfois ajouté l’éolien offshore, exploitant l’espace maritime sans utiliser la mer en tant que telle pour produire de l'électricité. La première de ces technologies, qui est aussi la plus connue, est l’énergie dite marémotrice. Comme son nom l’indique, elle met à profit la force des marées pour produire de l’électricité, par l’actionnement de turbines. Tout aussi célèbre, les hydroliennes sont de véritables éoliennes sous-marines, exploitant les courants, pouvant être assimilés à de véritables vents marins. Toutefois, la grande différence entre les hydroliennes et leur cousines terrestres, est la prévisibilité des courants qui sont souvent plus réguliers que les vents.

D’autres installations permettent également de profiter aussi bien de la colère que de la générosité des océans, mais sont bien moins développées. Ainsi, les installations houlomotrices, prenant souvent la forme de serpents de mer flottants, utilisent le mouvement des vagues et de la houle pour produire de l’énergie. En exploitant les différences de températures à son avantage, l’énergie thermique des mers, a recours au même principe que la géothermie qui utilise la chaleur ou le froid du sous-sol. Enfin, l’énergie osmotique, s’emploie à mettre à profit les différentes teneurs en sel des eaux fluviales et maritimes pour générer de l’électricité.

Des énergies peu exploitées

Mais pourquoi ces solutions faisant appel à un potentiel semblant inépuisable, sont-elles si peu développées ? De manière générale, les énergies marines sont caractérisées par des coûts d’installation et d’entretien très élevés. Ces frais importants sont en partie dû aux raccordements plus compliqués que sur la terre ferme, de par les distances importantes de câbles requises pour relier les installations à des centrales électriques. De plus, il est évident que la mer est un environnement relativement hostile à l’installation de telles structures. Corrosion, pression, vents violents, nombreux sont les paramètres à prendre en compte, avant d’installer des infrastructures de production d’énergie en pleine mer. Par ailleurs, des préoccupations environnementales sont usuellement associées au développement de ces solutions. Accusées de défigurer le paysage ou encore d’entrer directement en concurrence avec les pêcheurs dans certaines zones, des dispositifs comme les hydroliennes ou les caissons flottants ne font pas l’unanimité, leur impact sur la biodiversité restant encore méconnu. Ainsi, l’Ademe, dans son étude "Développement des énergies marines renouvelables et préservation de la biodiversité", explique que "Lors de l’acheminement de l’électricité par les câbles il y a une perte d’énergie qui se manifeste par le dégagement de chaleur à proximité immédiate de celui-ci. Les organismes sont adaptés à des conditions spécifiques, l’augmentation locale de température peut amener certaines espèces marines sensibles à de très faibles variations de température à se déplacer pour être dans leur gamme de température optimale à leur survie. L’assemblage de ces espèces sensibles pourrait éventuellement être modifié aux abords des câbles".  

Plus spécifiquement, l’énergie thermique des mers n’est exploitable que dans certaines zones intertropicales, où le différentiel de température est suffisamment important pour obtenir des écarts de l’ordre de 20°C. Les coûts d’investissements démesurés, induits par les canalisation géantes (dix mètres de diamètres au minimum), combinés à ses conditions de fonctionnements particulières, évoquées plus tôt, expliquent que seuls HawaÏ et le Japon aient, à ce jour, lancés des projets expérimentaux. Les serpents de mers flottants, représentants de l’énergie houlomotrice, ont quant à eux pour principale problématique la solidité de l’amarrage. De fait, maintenir fixe dans un secteur houleux une structure de 200 mètres d’envergure et pesant 30 000 tonnes est un défi loin d'être des plus simples. L’emplacement des hydroliennes doit, de plus, être assez profond pour que les bateaux ne les touchent pas et il est nécessaire de les entretenir régulièrement pour éviter que des algues ou du sable ne bloquent leur mouvement.

Un potentiel incertain

Plus réguliers que l’éolien et le solaire, mais plus difficile d’accès, les flux marins pourraient potentiellement compléter certains mix énergétiques riches en énergies renouvelables, dites "classiques". Franceso La Camera, directeur général de l’agence internationales pour les énergies renouvelables (IRENA), interrogé par Euractiv sur le potentiel des énergies marines, estime que les vagues et les marées pourraient être très importantes dans le futur : "le potentiel théorique de la houle est plus élevé, avec une capacité estimée à environ 29 500 TWh par an, contre 1 200 TWh pour la marée. Cela signifie que l'énergie des vagues pourrait théoriquement satisfaire à elle seule l’ensemble de la demande mondiale d'énergie". Il ajoute que ces filières connaissent une croissance certaine, avec des capacités installées et de production en hausse : "nous avons constaté des progrès importants. Par exemple, il y a quelques années, les turbines marémotrices avaient une capacité de seulement 100 kilowatts (KW), maintenant elle est plutôt de 1,5 MW. Nous pensons que dans les trois à cinq prochaines années, 3,5 gigawatts (GW) supplémentaires de capacité installée pourraient être ajoutés au niveau actuel".

Enfin, il explique que ces solutions seraient particulièrement efficaces dans certaines situations, notamment pour alimenter en électricité certaines îles isolées, difficile à raccorder aux réseaux nationaux. L’énergie générée par les marées pourrait donc être une alternative intéressante aux générateurs diesel, d’un point de vue économique, ramenant le prix du kilowattheure à une valeur comprise entre dix et quinze dollars américains.

Des projets pour faire émerger les énergies des mers

Si les courants et mouvements d’eau sont encore peu exploités, les projets mettant les espaces marins à l’honneur se multiplient. L’utilisation de la chaleur des océans, dont le potentiel avait été identifié dès la fin du 19ème siècle par le physicien français Jacques Arsène d'Arsonval, la Seyne-sur-Mer exploite cette même chaleur depuis 2007 paour alimenter certains bâtiments publics et 500 logements. Bilan de l’initiative : un investissement de 2,5 millions d’euros qui devrait réduire de deux tiers la facture énergétique des utilisateurs, tout en évitant le rejet de 1 300 tonnes de CO2 par an. Le recours à l’osmose, pour produire de l’électricité à partir d’eau douce et d’eau salée, est encore peur répandue, la technologie étant toujours en cours d’évaluation.

Ainsi, la société norvégienne Statkraft a inauguré en 2009 sa première installation osmotique en Norvège, dans la ville de Tofte. Actuellement, un mètre carré de membranes permet d’atteindre la puissance de 3W. Des ajustements sont en cours, dans le but d’atteindre l’objectif de 5W par mètres carrés, mais même avec cette puissance, une centrale de 1MW nécessiterait 200 000 mètres carrés de membranes. Un projet de cette envergure devrait voir le jour à Sunndalsøra, au pays des Fjords. Le chemin est encore long avant l’émergence d’une filière énergétique marine complète et pesant de manière significative dans les mix énergétiques. Toutefois, l’investissement dans ces dispositifs est à considérer avec intérêt, compte tenu du potentiel important des mers dans la production d’énergie.

Par Thomas Gutperle

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