Energies liées à la Mer dans le Monde et la France

Energie du vent dans les voiles…© digiotalskennedy – Pixabay.com

Les énergies liées à la mer sont présentées comme des énergies nouvelles avec beaucoup de potentiels.
Avant tout, il faut rappeler qu’une découverte millénaire a permis à l’homme de se déplacer sur les mers jusqu’au bout de la Terre.
1. Avec l’invention des voiles pour se servir du vent, les humains ont découvert une énergie motrice propre et à la portée de tous…
2. Ces voiles sur la mer seront parentes des moulins à vent et, par conséquent des éoliennes…

Energies Bleues – Energies Marines Renouvelables

L’océan apporte de nouvelles énergies qui utilisent ses mouvements, sa chaleur, sa salinité…
Ces énergies présentent de nombreux avantages :
1. L’abondance.
2. La constance.
3. La prévisibilité.
4. L’application dans des régions très variées de la Terre.

Les liens entre les énergies et la mer

Le Charbon et la mer

Le charbon a apporté beaucoup au transport maritime :
1. La mise en place de la navigation moderne avec les machines à vapeur.
2. Le transport de quantités importantes de charbon depuis des lieux de production vers des sites de production.

Le Pétrole et la Mer

Tankers au Port © E. Vroom – Flickr.com

Successeur du Charbon dans le transport maritime et dans les transports en général, le Pétrole est étroitement lié au transport maritime.
1. Transport par des navires pétroliers.
  1. Les navires pétroliers ont connu un essor rapide dans les années 70 au point de bouleverser le transport maritime et la construction navale.
  2. Les tankers ont connu des désastres écologiques exceptionnels.
  3. Les tankers sont souvent des navires gigantesques.
  4. Le trafic pétrolier mondial est une composante dominante du trafic maritime mondial.
2. Transport par des oléoducs traversant mers et océans.

Le Méthane , le Gaz et la Mer

Méthanier à sphères Artic Princess © Michel Floch – Flickr.com

Transport par mer avec des Méthaniers ou dans des gazoducs.

L’énergie des Vents en mer – Eoliennes en Mer – Eolien offshore

Sujets de débats vifs © Sylvie Ménard – Flickr.com

Les éoliennes en mer sont déjà fortement utilisées dans certains pays.
1. Puissance globale des installations éoliennes offshore
  1. 2011. 4 217 mégawatts.
  2. 2019.Autour de 29 100 mégawatts.
    1. Equivalent de 24 centrales nucléaires en théorie.
    2. Attention ! La puissance installée n’est pas la puissance produite.
  3. 2030. Prévisions. Environ 234 000 mégawatts.
2. L’Europe du Nord est à la pointe ce cette technologie.
La France a récemment rejoint, avec retard, le peloton des usagers.
Le sujet n’est pas simple car il suscite bien des critiques fondées.

Arguments des Pro-Eoliennes

L’interdiction de pêche pourrait favoriser la biodiversité.
Le petit récif artificiel à la base de l’éolienne pourrait favoriser une vis végétale et animale.
1. Des espèces invasives pourraient s’installer…
« Pour 1000 MW d’énergie éolienne offshore, on évite le rejet de 3,5 t de CO2 – c’est actuellement la technologie la plus efficace pour réduire les émissions à grande échelle » (Ban Cackwell. Global Wind Energy Council).

Arguments des Anti-Eoliennes

Esthétiques.
1. Les éoliennes sont accusées d’endommager des paysages, notamment dans des sites touristiques réputés.
Economiques.
1. La productivité des éoliennes n’est pas de 100%, des mesures et des estimations sont en cours.
2. La durée de vie des systèmes est en question.
3. Le caractère recyclable des composants est en question.
4. L’interdiction de la pêche près des parcs éoliens pourrait gêner les pêcheurs..
Ecologiques.
1. La construction provoque un niveau sonore élevé, la formation de nuages de sédiments, la mise en place des fondations comprime le fond marin.
  1. Les éoliennes flottantes font moins de bruit, ont moins de conséquences sur les fonds marins et peuvent être utilisées, en haute mer, hors de vue des côtes.
2. En fonctionnement, l’éolienne provoque un niveau sonore sous-marin qui varie en fonction de la vitesse du vent.
3. Les câbles d’acheminement de l’électricité jusqu’au littoral sont enterrés jusqu’à 3 m de profondeur. Cette chaleur peut perturber l’écosystème marin.
4. Les pales émettent un bruit avec des vibrations dans les fondations.
  1. Il existe des rotors tournant presque sans bruit.

L’énergie des Marées ou Energie Marémotrice

Cette énergie est proche de celle des centrales hydroélectriques qui utilisent la force de l’eau des rivières et des fleuves.
Cette énergie est issue des mouvements de l’eau créés par les marées et causés par l’effet conjugué des forces de gravitation de la Lune et du Soleil.
1. L’énergie potentielle est issue de l’élévation du niveau de la mer ou sous forme d’énergie cinétique, par le courants des marées.
Les centrales marémotrices sont construites sur le estuaires des fleuves.
1. Installées sur fond de mer ou flottantes en surface.
  1. Les 2 options sont étudiées au Canada dans la Baie de Fundy : flottante SeaGen F et sous-marine Open-Centre.
Deux fois par jour, ces centrales sont capables de retenir d’immenses quantités d’eau qu’elles relâchent pour générer de l’électricité.
Premières études en France.
1. Entre la Bretagne et la Normandie. A la suite de la construction du barrage de la Rance, la France développe un projet de la construction d’une énorme usine marémotrice fermant la baie du mont Saint-Michel, avec une digue de 40 km de long et 800 turbines.
  1. Des études préliminaires sont menées mais le projet est abandonné.
Des projets existent notamment en Corée du Sud, en Grande-Bretagne et en Russie.
Eté. 2002. Une première centrale marémotrice utilisant les courants sous-marins est testée en Grande Bretagne.
La question du coût de l’électricité produite reste posée car il est plus élevé que ceux de l’éolien et le nucléaire.

L’énergie des vagues ou Energie houlomotrice

© Dimitri Vetsikas – Pixabay.com

La force des vagues peut actionner des systèmes mécaniques capables de produire de l’électricité;
Les premières centrales sont placées sur les côtes.
Des centrales plus grandes se déplacent vers la haute mer.
Des études ont été menées notamment en Australie, au Portugal et au Royaume-Uni.
Le Conseil Mondial de l’Energie évalué à 10% le potentiel théorique de la demande annuelle mondiale d’électricité qui pourrait être couvert par l’énergie houlomotrice (dont 40 TWh/an en France métropolitaine, principalement sur la façade atlantique avec une puissance installée de 10 à 15 GW).

Energie des courants marins ou Energie Hydrolienne

Les grands courants ont une force considérable et représentent une importante source d’énergie.
Le principe est identique à celui des moulins à vent et des éoliennes mais il s’applique à l’eau au lieu de l’air.
Des hydroliennes sortes de grandes hélices sont arrimées au fond marin pour capter l’énergie d’un courant.
Plusieurs techniques sont explorées.
1. Turbine axiale à axe horizontal. L’éolienne opère sous la mer.
2. Turbine à axe vertical. Elles peuvent être disposées horizontalement ou verticalement.
  1. Ces turbines ont un axe perpendiculaire au sens du courant. Inventés par Georges Darrieus en 1923 et brevetés en 1929.
3. Turbine venturi.
  1. Le flux d’eau est guidé dans une gaine ou un conduit dont la section se rétrécit en entrée du générateur produisant une accélération du flux et une puissance disponible plus importante.
4. Hydrolienne oscillante.
  1. Système sans turbine fondé sur le mouvement de membrane ou de foils oscillant dans le courant créant une pression.
  2. La pression engendrée est convertie en électricité.
5. Hydrolienne à membranes ondulantes.
6. Turbine autoporteuse.
  1. Ex. Le Cerf-volant hydrolien qui utilisent le courant marin afin de maintenir en vol sous-marin un grand cerf-volant fixé par un câble au fond soutenant une turbine produisant de l’électricité.
    1. Le premier Deep Greena été testé en Irlande (à Strangford Lough) par son concepteur (Minesto, une spin-off suédoise proche de Saab).
7. Mini et micro Hydroliennes.
  1. Elles utilisent courant des rivières avec des mini ou micro éoliennes, faiblement immergées.
  2. L’impact sur la faune aquatique est réduit. et les budgets d’investissement sont limités.
  3. Les sociétés Ecocinetic et hydro-gen proposent des solutions légères.

Energie Thermique des Mers (ETM) – Energie Maréthermique

Parfois désignée par un acronyme anglo-saxon OTEC, pour Ocean Thermal Energy Conversion.
1869. Jules Verne aurait été l’inventeur de cette énergie dans son livre Vingt Mille Lieues sous les Mers.
La mer représente une réserve de chaleur considérable.
A partir du constat des différences de température entres eaux de surface et les eaux profondes, notamment dans les régions intertropicales, il est possible de créer de la vapeur qui génère de l’électricité.
Plusieurs points positifs et négatifs sont étudiés.
1. La production d’énergie maréthermique ne fait pas intervenir de combustion puisqu’il n’est pas nécessaire d’apporter de l’énergie à la source chaude, et ne rejette donc pas de dioxyde de carbone (CO₂) qui est un gaz à effet de serre. C’est un avantage considérable.
2. En revanche, en raison du faible écart de température entre source chaude et source froide, le rendement n’est que de quelques pour cent, et ce système implique l’utilisation de volumes d’eau importants (quelques m³/s et par MW).
  1. Lors de ce pompage massif d’eau, de nombreuses espèces vivantes peuvent être entraînées et tuées (poissons, larves…).

Energie Osmotique ou Energie Bleue

Cette ressource exploite le mouvement de l’eau entre une réserve salée et une réserve douce pour produire de l’énergie à partir d’une membrane.
2022. Cette énergie est inscrite dans la directive RED II de l’Union Européenne, comme une source d’énergie renouvelable au même titre que d’autres énergies renouvelables telles que l’énergie solaire ou éolienne.

Voiliers et Navires Expérimentaux

La voile était au début de cette article, elle revient en ouverture sur l’avenir avec les projets de nouvelles voiles et de nouveaux navires combinant les sources d’énergie durable.