L’énergie marémotrice : une énergie renouvelable prometteuse et durable
L’énergie marémotrice, qui tire profit des mouvements des marées, est une forme d’énergie renouvelable méconnue mais prometteuse. Cet article se penche sur son fonctionnement, ses avantages et inconvénients, les technologies qui la mettent en œuvre, ainsi que les applications possibles de cette source d’énergie.
Présentation générale de l’énergie marémotrice et de son fonctionnement
L’énergie marémotrice est une énergie hydraulique reposant sur l’exploitation des forces générées par les marées montantes et descendantes en utilisant un barrage qui crée un bassin. Les turbines sont placées à l’intérieur du barrage pour capter l’énergie cinétique des marées montantes et descendantes. La différence de niveau d’eau entre la marée haute et la marée basse génère de l’énergie. La principale cause des marées est l’attraction gravitationnelle exercée par la Lune et, dans une moindre mesure, par le Soleil, sur les océans terrestres. Cette force crée des variations périodiques du niveau de la mer, qui peuvent être converties en énergie mécanique puis en électricité.
Le potentiel de production d’électricité à partir de l’énergie marémotrice dépend de plusieurs facteurs, dont la topographie du site, la différence de hauteur entre les marées hautes et basses, la vitesse des courants marins et la capacité des installations. Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), le potentiel mondial de l’énergie marémotrice est estimé à environ 1 200 TWh par an, soit environ 4 % de la consommation mondiale d’électricité. L’énergie marémotrice présente des avantages par rapport à d’autres sources d’énergie renouvelable, comme sa prévisibilité et sa densité énergétique.
Cependant, ce potentiel reste largement inexploité en raison de divers défis techniques, environnementaux et économiques. Les coûts initiaux d’investissement et d’installation des usines marémotrices et des hydroliennes sont élevés, et l’impact environnemental potentiel de ces installations sur les écosystèmes marins doit être pris en compte et minimisé.
Les différents types de technologies marémotrices
Les technologies marémotrices se divisent principalement en deux catégories : les usines marémotrices et les hydroliennes.
- Les usines marémotrices sont des installations fixes qui utilisent des barrages pour retenir l’eau des marées montantes, puis la relâchent à travers des turbines pour produire de l’électricité. L’usine marémotrice de la Rance en France, inaugurée en 1966, est un exemple emblématique de ce type d’installation.
- Les hydroliennes sont des turbines sous-marines, semblables aux éoliennes, qui exploitent les courants marins pour générer de l’électricité. Elles peuvent être installées dans des zones de fort courant, comme des détroits ou des estuaires.
Les avantages de l’énergie marémotrice
L’énergie marémotrice présente plusieurs avantages en tant que source d’énergie renouvelable :
- Prévisibilité : contrairement au soleil et au vent, les marées sont régulières et prévisibles, permettant une planification plus précise de la production d’électricité.
- Densité énergétique : l’eau étant environ 800 fois plus dense que l’air, les courants marins peuvent transporter davantage d’énergie que le vent, même à des vitesses inférieures.
- Faible empreinte environnementale : les installations marémotrices sont généralement moins visibles et moins bruyantes que les éoliennes ou les centrales solaires, et elles n’occupent pas de surfaces terrestres importantes.
Les inconvénients et défis liés à l’énergie marémotrice
Malgré ses avantages, l’énergie marémotrice présente des défis à surmonter :
- Impacts environnementaux : les installations marémotrices peuvent perturber les écosystèmes marins, notamment en modifiant les courants et les habitats naturels. Des études d’impact environnemental sont donc nécessaires pour minimiser ces effets.
- Coûts : les technologies marémotrices sont encore coûteuses à développer, construire et entretenir, en raison des défis techniques liés au travail en milieu marin.
- Accessibilité : l’énergie marémotrice n’est exploitable que dans certaines zones géographiques, où les variations de marée sont importantes et les courants marins suffisamment forts. Elle ne peut donc pas être déployée à grande échelle partout dans le monde.
Les principales technologies et systèmes utilisés pour exploiter l’énergie marémotrice
- Barrages marémoteurs : ils retiennent l’eau des marées montantes dans un bassin, puis la relâchent lors des marées descendantes, faisant tourner des turbines pour générer de l’électricité. Exemple : l’usine marémotrice de la Rance (France).
- Hydroliennes : ces turbines sous-marines sont placées dans des courants marins et convertissent leur énergie cinétique en électricité. Exemple : le parc hydrolien MeyGen (Écosse).
- Systèmes à colonne d’eau oscillante (CETO) : ils utilisent la pression exercée par les vagues pour comprimer de l’air, qui est ensuite détendu pour actionner des turbines. Exemple : le projet CETO (Australie).
Applications possibles de l’énergie marémotrice
- Production d’électricité : l’énergie marémotrice peut alimenter les réseaux électriques et contribuer à la diversification des sources d’énergie renouvelable.
- Dessalement de l’eau de mer : certaines installations marémotrices peuvent être utilisées pour alimenter des usines de dessalement, produisant ainsi de l’eau potable à partir de l’eau de mer.
Exemples de projets marémotrices
- L’usine marémotrice de la Rance (France) : inaugurée en 1966, elle a une capacité de 240 MW et produit environ 500 GWh d’électricité par an.
- Le parc hydrolien MeyGen (Écosse) : mis en service en 2016, il a une capacité de 398 MW et est le plus grand parc hydrolien au monde.
- L’usine de Sihwa (Corée du Sud) : inaugurée en 2011, elle a une capacité de 254 MW et produit environ 550 GWh d’électricité par an.
- L’usine marémotrice de Swansea Bay, au Royaume-Uni, est un projet de 320 MW conçu pour exploiter la différence de hauteur de marée importante.
- À Annapolis Royal, au Canada, l’usine marémotrice de 20 MW est en fonctionnement depuis 1984 et utilise des turbines à axe horizontal.
- Le projet de la baie du Mont Saint-Michel, en France, est à l’étude et vise à exploiter les marées exceptionnelles de la région.
- À Vancouver, au Canada, un projet est en développement pour exploiter les courants de marée avec des hydroliennes sous-marines.
- Enfin, à Kislaya Guba, en Russie, un projet marémoteur de 1,5 MW est en cours de construction pour exploiter les fluctuations de marée dans la région de la mer de Barents.
Sources:
- EDF, Usine marémotrice de la Rance: https://www.edf.fr/groupe-edf/producteur-industriel/carte-des-implantations/centrale-usine-maremotrice-de-la-rance/le-saviez-vous
- Atlantis Resources, MeyGen: http://atlantisresourcesltd.com/projects/meygen.html
- Korea Water Resources Corporation, Sihwa Lake Tidal Power Plant: http://www.kwater.or.kr/eng/bsns/overseas/tidal.do
- Carbon Trust, Tidal Stream Energy: https://www.carbontrust.com/resources/tidal-stream-energy
- European Marine Energy Centre, Wave and Tidal Energy: http://www.emec.org.uk/marine-energy/wave-and-tidal-energy/
- International Energy Agency, Ocean Energy: https://www.iea.org/reports/ocean-energy
- International Renewable Energy Agency, Tidal Energy Technology Brief: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2014/IRENA-ETSAP_Tech_Brief_Tidal_Energy_2014.pdf
- https://www.shf-hydro.org/wp-content/uploads/2020/05/10-Livre-blanc-nouveau-maremoteur-version-comp_dec19_vf.pdf