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Les Energies Marines

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Depuis plusieurs années de nombreux systèmes ont été créés afin d’exploiter l’énergie colossale que contiennent les océans. En effet, cet immense réservoir d’énergie, qui recouvre 70% de notre planète (la raison pour laquelle elle est appelée « planète bleue »), est constamment alimenté par le soleil.

D’une part, le soleil transmet directement sa chaleur à l’océan par rayonnement qui peut alors être exploitée. Mais le soleil est également à l’origine des vents qui soufflent à la surface des mers, qui sont eux même à l’origine des vagues pouvant aussi être tous deux utilisés comme sources d’énergies renouvelables. Enfin, le soleil et la lune génèrent des forces sur la Terre qui provoquent les phénomènes de marée et des courants associés dont l’énergie peut également être captée.

Des technologies innovantes ont donc été inventées pour exploiter ces différentes sortes d’énergie. Elles sont nombreuses à ce jour, certaines fonctionnent très bien et sont commercialisées, certaines sont encore au stade d’expérimentation et d’autres sont encore au niveau de l’étude théorique. Les plus connues sont ainsi présentées de manière non exhaustive ci-dessous et certaines font même l’objet de projets à La Réunion.

  1. Les différents types d’Énergies Marine
  • L’énergie éolienne offshore

Cette énergie qui a le vent en poupe actuellement avec l’appel d’offre national fait l’objet d’une importante phase de développement. Les premières machines seront installées au large des côtes métropolitaines sur différents sites comme l’illustre la photo ci-dessous.

Les parcs installés seront composés d’éoliennes posées mais des industriels tels que DCNS travaillent déjà sur des éoliennes flottantes (illustrées ci-dessous) qui seront alors installées plus au large des côtes afin de capter plus d’énergie de manière plus constante.

  • L’énergie des courants

L’énergie des courants marins, plus connue sous le nom d’énergie hydrolienne, est en fait indirectement liée à l’énergie marémotrice puisque dans la quasi totalité des projets hydroliens, le courant exploité est en réalité un courant de marée. De nombreuses hydroliennes (éoliennes sous-marines entrainées par la force du courant) ont déjà fait l’objet d’études et d’expérimentations par divers industriels, la France est d’ailleurs pointue en la matière, notamment grâce au projet au large des côtes bretonnes dont la phase d’expérimentation (photo ci-dessous) s’est achevée il y a peu.

Le gros avantage de cette énergie pour un exploitant de réseau électrique comme EDF réside dans sa prédictibilité. En effet les marées sont parfaitement prédictibles donc les courants associés le sont tout autant. Il est alors aisé de déduire précisément la production électrique à un instant donné.

  • L’énergie des vagues

De même que l’énergie éolienne et hydrolienne, l’énergie houlomotrice (énergie des vagues) a fait l’objet de nombreuses études et expérimentations. Quelques systèmes ont déjà fait leurs preuves et sont commercialisés depuis plusieurs années maintenant. On distingue trois catégories dans ce domaine :

    • Les systèmes houlomoteurs offshore constituent les machines qui sont installées au large des côtes à des profondeurs d’environ 80 m ou plus. Ce sont des machines imposantes qui récupèrent l’énergie de la houle, puissante à ces profondeurs puisqu’elle n’a pas encore dissipée son énergie par frottements sur le fond marin. La technologie la plus connue dans cette catégorie est le PELAMIS (ci-dessous) déjà en phase industrielle mais il existe beaucoup d’autres systèmes.

    • Les systèmes houlomoteurs nearshore sont quant à eux plus proches du rivage, à des profondeurs d’environ 20 - 30 m. Là encore, beaucoup de technologies existent, l’une d’entre elles, certainement la plus connue, le CETO, est illustrée sur la figure ci-dessous. EDF EN s’y intéresse d’ailleurs de près avec l’implantation d’un prototype à La Réunion.

    • Les systèmes houlomoteurs onshore sont directement implantés sur la terre ferme ce qui rend leur maintenance et leur mise en place plus facile. En revanche, les vagues sont moins énergétiques que celles du large. Plusieurs systèmes basés sur différents principes existent mais le plus connu d’entre eux, commercialisé depuis plusieurs années, est le LIMPET fonctionnant comme un "souffleur" puisqu’il utilise le principe de la colonne d’eau oscillante (voir figure ci-dessous).

  • L’Énergie Thermique des Mers (ETM)

Le principe de l’ETM utilise la différence de température entre les eaux de surface et les eaux profondes. Un écart d’au moins 20° est nécessaire et plus la différence est grande, meilleur est le rendement. C’est pourquoi l’exploitation de cette énergie se limite donc à la zone intertropicale qui présente des eaux de surface suffisamment chaudes. De même, il est impératif d’aller puiser l’eau au delà de 1000 m de profondeur pour obtenir une température suffisamment basse (autour de 5°). L’idée est alors de créer une boucle thermodynamique (cycle de Rankine) : le fluide de travail est évaporé grâce à l’eau chaude de surface et condensé par l’eau froide profonde.

L’industriel DCNS travaille activement sur cette technologie avec l’exploitation d’un prototype à terre à La Réunion, étape cruciale pour lever les verrous technologiques avant l’implantation d’une centrale en mer à plusieurs km des côtes.

Cette technologie, pas encore maîtrisée au niveau international car toujours au stade de R&D, intéresse un grand nombre d’acteurs puisqu’elle présente la particularité d’être une énergie de base. Elle produit donc de l’électricité 365 jours par an et 24h sur 24.

  • L’énergie osmotique

L’énergie osmotique exploite le flux naturel qui existe entre l’eau douce et l’eau salée. En effet, si deux liquides de concentrations différentes sont mis en contact via une membrane semi perméable, un flux se crée de la solution la moins concentrée vers celle la plus concentrée, ce phénomène décrit donc le principe de l’osmose (naturelle). Le procédé devient alors très intéressant quand l’eau douce arrive dans le système en entrée avec un fort débit, ce qui accroît l’intensité du flux. Cette situation se retrouve typiquement à l’embouchure des fleuves où l’eau douce rencontre l’eau salée avec un débit qui peut être important.

La technologie est encore au stade de l’expérimentation car les membranes ne sont pas encore maîtrisées mais l’industriel norvégien STATKRAFT travaille sur le sujet grâce à un prototype qu’ils ont réalisé à Oslo.

  • La climatisation marine

La climatisation marine, plus connue sous le nom de SWAC (Sea Water Air Conditioning), utilise l’eau froide que l’on trouve aux fonds des océans afin de climatiser des bâtiments en bord de mer. Ce principe, relativement simple, est malgré tout complexe à mettre en œuvre en raison des longues canalisations qu’il faut mettre en place pour puiser l’eau à des grandes profondeurs. Néanmoins, des systèmes sont déjà en fonctionnement dans le monde, notamment en Polynésie Française. Par ailleurs, un projet ambitieux comprenant un réseau urbain de plusieurs km est en phase d’étude à Saint-Denis à La Réunion.

  1. Les projets Énergies Marines à La Réunion

Il existe 8 projets d’Énergies Marines à La Réunion. Leurs natures sont diverses et leurs stades d’avancement différents mais les premières installations sont d’ores et déjà en place. Les projets sont rappelés sur la figure ci-dessous et davantage détaillés dans l’article consacré ici.

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