Les énergies marines

Abstract

LES ÉNERGIES RENOUVELABLES | FICHE Nº 15 Problématique Les énergies marines renouvelables, également connues sous le terme générique d'énergie des océans, désignent un ensemble de technologies qui exploitent les différentes formes d'énergie contenues dans les océans, c'est-à-dire dans les vagues, les mouvements des marées, les flux thermiques, ou bien les organismes qui y sont présents. Les technologies d'exploitation de l'énergie des océans sont diverses et nombreuses et permettent la production d'électri-cité, de chaleur ou de froid. Elles sont à un stade de développement proche du niveau commercial. Les marchés des énergies renouvelables ont connu des taux de croissance annuels impressionnants ces dernières années, soutenus par des politiques économiques porteuses et par la réduction des coûts des technologies. Bien que la croissance ait été moins marquée dans la filière des énergies marines, celles-ci suscitent un intérêt grandissant, et leur développement est amené à croître considéra-blement dans les années à venir ; les taux de croissance attendus entre 2030 et 2050 équivalent aux taux de croissance que l'industrie de l'éolien en mer a connus ces 20 dernières années. La présente fiche PRISME décrit les trois types d'énergie marine qui présentent les meilleures perspectives d'innovation et de déploiement, notamment dans les pays du Sud : (i) l'énergie houlomotrice, (ii) l'énergie des courants marins et (iii) l'énergie thermique des océans. Principes de base Définitions L'énergie des vagues, ou énergie houlomotrice, exploite le potentiel énergétique des vagues à travers des dispositifs très variés, disposés en pleine mer, à proximité des côtes ou sur le littoral. L'énergie des courants marins consiste à disposer des turbines ou autres dispositifs dans la mer, pour exploiter les courants marins issus des phénomènes de marées. L'énergie thermique des océans est issue de l'exploitation des différentiels de température entre les eaux de surface et les eaux profondes. On distingue d'autres types d'énergie marine renouvelable. L'énergie éolienne en mer (offshore) consiste à construire des fermes éoliennes en mer, là où le vent est plus régulier et plus fort que sur terre. Ces fermes peuvent être flottantes, ou bien fixées au fond marin. L'énergie éolienne en mer n'utilise pas, à proprement parler, une énergie issue de la mer. L'énergie osmotique résulte de l'exploitation de gradient de salinité entre une eau douce et une eau de mer séparées par une membrane semi-perméable, et provoquant une pression osmotique. L'eau sous pression permet de faire fonctionner une génératrice. Cette énergie est exploitable à l'embouchure des fleuves. La biomasse marine est aussi utilisable. Les microalgues se développent dans tous les milieux aquatiques du monde. Tout comme la biomasse terrestre, les microalgues transforment le CO 2 en matière organique, elle-même valorisable en ressources énergétiques, les algo-carburants. Les microalgues présentent l'avantage de ne pas concurrencer les cultures vivrières et de pouvoir croître en eaux salées. Les ressources en énergie houlomotrice Les vagues et la houle sont principalement provoquées par le vent qui, soufflant sur la mer, crée une onde qui se propage. En sus des propriétés propres au vent (direction, vitesse, régularité, etc.), les marées, la bathymétrie (profil des fonds sous-marins) ou les courants océaniques peuvent influer sur les caractéristiques des vagues. Les vagues voyagent sur de très longues distances sans perte d'énergie tant que la profondeur des océans est suffisante. Les crêtes des vagues sont alors espacées de plusieurs centaines de mètres. On parle de houle. Lorsque la profondeur de la mer diminue, la vitesse des vagues diminue (leur énergie cinétique diminue), mais leur hauteur augmente (leur énergie potentielle augmente), jusqu'à ce que les vagues s'écrasent. La puissance d'une vague est approximée par la formule suivante, applicable lorsque la profondeur est supérieure à la moitié de la distance entre deux vagues (dans le cas contraire, une formule plus complexe s'applique) : P ≈ H 2 × T avec P, puissance d'une vague, en kW par mètre linéaire ; H, hauteur de la vague, en mètres ; T, période de la vague, en secondes, c'est-à-dire le temps qui sépare le passage de deux crêtes successives. Une puissance minimale de 20 kW/m est requise pour envisager l'installation de systèmes à énergie houlomotrice. Les meilleurs sites offrent toutefois une puissance de 60 à 70 kW/m.