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Energie hydrolienne : pourquoi ce n’est pas faisable à La Réunion ?

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A La Réunion, plusieurs projets d’énergies marines ont déjà vu le jour (synthèse), d’origine thermique ou grâce aux puissantes vagues par exemple, mais il n’en existe pas sur l’énergie des courants marins, plus couramment appelée "énergie hydrolienne". Il s’agit pourtant d’une technologie en plein essor actuellement, particulièrement en Europe, mais "l’île intense" ne connait pas de courants suffisamment forts et réguliers pour se voir doter de telles technologies hydroliennes. Une précédente étude arer (ici) l’avait d’ailleurs bien démontré en s’appuyant sur une campagne de mesures réalisée pour l’occasion sur 3 sites distincts autour de Saint-Paul.

On distingue plusieurs catégories de courant en fonction de leur force génératrice :

    • les courants thermohalins, dus aux différences de température et de salinité ;
    • les courants de dérive, dus au vent ;
    • les courants de marée ;
    • la dérive littorale, due aux vagues.
  • Circulation Thermohaline

Il existe une circulation océanique globale (illustrée ci-dessous), que l’on qualifie de "thermohaline", entretenue grâce aux différences de températures et de salinités. En effet, une eau froide sera plus lourde qu’une eau chaude et aura donc tendance à plonger sous l’effet de la gravité, de même que les eaux présentant un taux de salinité élevé sont denses et ne reste donc pas en surface. Cette circulation est donc composée à la fois de courants de surface et de courants profonds.

La boucle est quant à elle entretenue par l’évolution des 2 paramètres : température et salinité. L’eau profonde varie peu en température selon l’endroit du globe où elle se trouve, en revanche la température de surface varie énormément selon la latitude des pôles à l’équateur. Ainsi quand l’eau de mer arrive aux pôles, la température est assez basse pour que le changement d’état (congélation) se produise. Sachant que la glace n’est composée uniquement que d’eau douce dépourvue de sel, l’eau de mer liquide restante autour se retrouve plus concentrée en sel, donc plus dense et plus lourde ce qui entraine sa descente vers les grandes profondeurs.

Les courants marins associés à cette circulation océanique mondiale sont toutefois très faibles, en effet leur vitesse est très inférieure à 1 nœud (0,5 m/s). Il faut ainsi environ 1000 ans afin qu’une particule d’eau puisse faire le tour complet du globe via cette boucle.

Au large de La Réunion, il n’existe pas de courant associé à cette circulation, comme on peut le voir sur la figure ci-dessus. On observe néanmoins la présence d’un courant froid profond dans le canal du Mozambique qui remonte vers l’équateur. D’autres sources identifient ce courant à l’Est (et non à l’Ouest comme sur la figure) de Madagascar, ce qui signifierait que ce courant se situe au large des côtes réunionnaises. Cette imprécision vient du fait que le phénomène global est encore relativement méconnu des océanographes. Quoiqu’il en soit, ce courant profond possède une vitesse très faible qui entrave toutes valorisations énergétiques possibles.

  • Courants de marée

Les courants de marée sont ceux qui représentent le plus d’énergie en raison de leur fréquence et de leur force qui varie selon les marnages des marées, différence de hauteur du niveau d’eau entre la marée haute et la marée basse. Les marnages, quant à eux, diffèrent selon les coefficients de marée et l’endroit. Ces courants présentent par ailleurs l’avantage d’être très prévisibles puisque les marées associées le sont tout autant, les heures et coefficients de marée étant liés à l’alignement de la terre, de la lune et du soleil.

La France possède le deuxième plus important gisement européen. En effet les côtes bretonnes et la Manche constituent l’essentiel de ce potentiel en raison des marées de fortes amplitudes qui s’y produisent. Le marnage atteint ainsi 14 mètres lors des grandes marées dans la baie du Mont Saint-Michel. Lors de ces mêmes marées d’équinoxe, les plus fortes de l’année, la vitesse du courant atteint 12 nœuds dans le Raz de Blanchard (pointe nord du Cotentin). Ce site fait donc l’objet de convoitises de la part des industriels, l’hydrolienne de Voith Hydro y sera d’ailleurs installée prochainement. Un autre site au large de Paimpol a, quant à lui, déjà reçu une hydrolienne conçue par DCNS et possède d’ores et déjà toutes les infrastructures nécessaires (câbles sous-marins, poste à terre, etc) au développement des projets hydroliens.

La marée est une onde de très grande longueur d’onde qui se déplace à travers les océans comme la houle, onde de "courte" longueur d’onde, peut le faire. La bathymétrie influe donc sur sa propagation de même que les côtes peuvent réfléchir l’onde de marée. L’amplitude de cette onde (un demi-marnage) est donc variable selon le lieu sur le globe comme le montre la carte du SHOM ci-dessous.

La Réunion se trouve ainsi dans une zone où la marée possède une faible amplitude. En effet, lors des plus fortes marées d’équinoxe, le marnage dépasse à peine 1 mètre, quand il est proche dans le même temps de 14 mètres au Mont Saint-Michel. Les courant marins associés à la marée sont donc faibles, très insuffisants pour développer des projets hydroliens.

  • Dérive littorale

Ce terme désigne le courant parallèle à la côte, généré par des vagues qui arrivent obliquement au littoral. Pour que le courant induit soit perceptible, cela nécessite tout de même des vagues assez fortes mais le cas se présente fréquemment à La Réunion.

De plus, l’île étant d’origine volcanique, elle présente un fort tombant bathymétrique qui ne permet pas aux fortes houles générées par les Alizés de pivoter (phénomène physique de diffraction) suffisamment pour arriver perpendiculairement à la côte. Les vagues arrivent donc souvent obliquement à la côte et créent un courant associé, la dérive littorale. Dans le cas où un lagon est présent, le courant longe alors la plage et ressort par les "passes". La vitesse du courant en sortie de passe peut alors être significative (plusieurs nœuds) mais le courant n’en demeure pas moins irrégulier, inhomogène et intermittent.

Une campagne de mesures de courant réalisée en sortie de passe de l’Hermitage dans le cadre de l’étude mentionnée en introduction a d’ailleurs mis en exergue ces attributs rédhibitoires à la mise en place d’une hydrolienne sur ce site. En effet, pour des profondeurs supérieures à 3 m, 80% des courants possède une vitesse inférieure à 1 nœud. Cependant des pointes de vitesses de plus de 5 nœuds ont également été mesurées ponctuellement en surface.

  • Courants de dérive

Hormis les courants de marée et dérives littorales que l’on peut également classer dans les courants de surface, nous nous intéressons ici aux courants de surface générés par le vent à l’échelle d’un océan. La force de Coriolis, force due à la rotation de la terre, s’applique alors à de tels écoulements, large de plusieurs dizaines de kilomètres et d’une durée de plusieurs dizaines de jours, contrairement à l’écoulement d’une chasse d’eau par exemple, comme beaucoup le pense, qui n’est pas soumis à cette force.

Pour l’Océan Indien, ce sont les Alizés soufflant le long de l’équateur d’Est en Ouest qui génèrent ces courants. L’écoulement est ensuite dévié avec la force de Coriolis, vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud, formant ainsi des cellules de circulation comme illustrées sur la figure ci-dessous.

Ces courant sont toutefois d’une intensité modérée, particulièrement au large de La Réunion où leurs vitesses n’excèdent pas 1 nœud. Leurs vitesses s’accentuent néanmoins légèrement le long des côtes Sud-Africaines, là où deux courants distincts se rejoignent pour n’en former qu’un, le courant des Aiguilles. Cependant, sa vitesse maximale ne dépasse pas 3 nœuds alors qu’il s’agit du plus fort courant de ce type (courant de dérive de surface) dans l’Océan Indien.

Ce sont les raisons pour lesquelles il n’existe pas de courants réguliers ayant une vitesse significative à La Réunion qui rendent impossible le développement de projets hydroliens. L’absence de gisement énergétique issu des courants peut ainsi se résumer aux trop faibles marées qui opèrent sur la zone. Cependant, des systèmes innovants tels que SEAVENTURI, technologie basée sur l’effet Venturi décrite ici, pourrait, selon ses concepteurs réunionnais, fonctionner avec de faibles vitesses de courant. Ce concept encore non éprouvé devrait livrer ses premiers résultats expérimentaux prochainement grâce à des essais en bassin.

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