Progression des recherches sur la puissance éolienne marine.
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L’Énergie des océans [Fr]
Bruno De Wachter
Leonardo Energy (Europe)
Le 01-11-2006 (Publié sur internet le 22-03-2007)
1161 mots
La contribution potentielle aux sources d’énergies futures (‘energy mix’) est toujours inconnue.
[Traduction : Michel Buénerd pour Planète Urgence]
Il existe un consensus croissant sur ce que sera la part relative des énergies renouvelables dans les différentes sources d’énergie des 20 prochaines années. Un élément cependant est peut-être sous-estimé : la puissance disponible des océans.
Les deux tiers de la terre environ, sont couverts par les mers et les océans. Cette énorme superficie capture une immense quantité de chaleur solaire naturelle. Il en résulte un gradient thermique entre la surface et le fond des océans qui pourrait être exploité de diverses manières pour la génération d’électricité. En effet, les variations locales de la lumière solaire engendrent les différences géographiques de température qui alimentent en puissance les courants océaniques et les mouvements atmosphériques. Egalement, le vent engendre les vagues, qui peuvent être utilisées pour générer de l’énergie (électrique). Enfin, la gravité de la lune déforme les mers et engendre les marées, mouvements qui peuvent être utilisés par des centrales marémotrices.
Le potentiel combiné de ces systèmes de génération d’électricité dans les décennies à venir est encore largement inconnu.
La puissance éolienne marine
Les fermes d’éoliennes marines représentent déjà une grosse affaire mondiale. Si l’Europe maintient son taux actuel de croissance continue de la production d’énergie éolienne dans les décennies à venir, elle devra alors avoir recours aux centrales éoliennes marines. Nombre de centrales de ce type sont déjà opérationnelles, et un plus grand nombre encore est en cours de construction, en phase de conception, voire en projet.
La puissance marémotrice
La mise en œuvre de la première centrale marémotrice commerciale, dans l’estuaire de la Rance en France, remonte à 1968. Bien que la technologie soit facile et prouvée, l’espoir d’une percée n’a pas abouti. La raison tenait à la faible rentabilité de l’installation : coût d’investissement élevé et longue durée d’amortissement. Mais dans le contexte énergétique actuel, cette percée longtemps retardée pourrait très bien survenir bientôt. Des projets à grande échelle sont envisagés en Argentine, au Canada, en Inde, en Russie, au Royaume-Uni, et aux Etats-Unis. Des technologies nouvelles sont ainsi proposées pour réduire le coût d’investissement. Elles incluent le recours à l’air comprimé pour alimenter les turbines, au lieu de turbines hydrauliques classiques ; l’utilisation de générateurs magnéto-hydrodynamiques pour la conversion directe de l’énergie du courant de marée en électricité ; et le remplacement des barrages rigides conventionnels par une barrière flexible qui concentre le courant de marée à utiliser par les deux techniques précédentes.
L’énergie des vagues océaniques
Différents concepts technologiques existent pour pouvoir collecter la puissance des vagues. Certains d’entre eux sont en cours de validation dans des prototypes opérationnels ; d’autres en sont encore au stade de la recherche et du développement. La première centrale électrique exploitant la puissance des vagues entrera en fonction cette année dans le nord du Portugal. Elle met en oeuvre le générateur Pelamis construit par Ocean Power Delivery en Écosse.
Les technologies de collecte de l’énergie des vagues peuvent être regroupées en :
- Canaux convergents ou systèmes de réservoirs. Il s’agit de dispositifs littoraux qui canalisent les vagues vers un réservoir surélevé. Le flux de l’eau sortant du réservoir est utilisé pour générer de l’électricité au moyen d’une turbine hydroélectrique classique.
- Systèmes de colonnes oscillantes utilisant la pression de l’air engendrée par les vagues pour alimenter des turbines. Un tel système doit être installé sur ou près de la côte.
- Dispositifs fixes ou semi-fixes en mer, qui font usage de la différence de pression dans la colonne d’eau, qui survient lorsque la vague passe au-dessus de ce point. Cette différence de pression est utilisée par une variété de moyens pour faire circuler un fluide dans un circuit, et l’utiliser pour alimenter une turbine et un générateur (électrique).
- Dispositifs marins qui utilisent leur flottabilité pour mettre en mouvement verticalement une partie du dispositif avec le mouvement de la vague. Ce mouvement peut alors être utilisé directement dans un générateur linéaire, ou indirectement via un système hydraulique et une turbine comme dans le système Pelamis.
- Les systèmes piézo-électrique.
La puissance des courants marins
La collecte d’énergie des courants marins en est encore à un stade précoce de son développement. Il n’existe pas de réseau de turbines commercial actuellement mis en œuvre, et seul un petit nombre de prototypes et d’unités de démonstration a été testé. Le type de dispositif le plus susceptible d’être développé commercialement est une turbine à eau, immergée, semblable aux turbines éoliennes, bien que diverses conceptions alternatives aient été proposées.
Conversion de l’énergie thermique océanique (OTEC)
Cette technique utilise la différence de température entre les eaux tièdes de surface et les eaux froides de profondeur pour alimenter une machine thermique. Pour que le système soit efficient, il faut une différence de température minimum de 20°C, ce qui restreint l’utilisation de cette technologie aux océans tropicaux. Cette technique est particulièrement prometteuse comme source d’énergie alternative pour les communautés des îles tropicales qui dépendent lourdement du fuel importé. La société Sea Solar Power a conçu un système qui serait économiquement efficace. Un prototype de ce système a été installé à Hawaï.
Références- Club des Argonautes, le changement climatique, l’océan, observation et énergie des mers
- Le Centre National des Energies Renouvelables (NREC, Etats-Unis) sur l’OTEC
- Le Marché : Perspective sur le marché des systèmes utilisant l’énergie des océans.(EcoBusinessLinks).
- Article sur la bouée générateur linéaire à aimant permanent à énergie océanique (K. Rhinefrank et al., Novel ocean energy permanent magnet linear generator buoy, Renewable Energy , Vol 31, p 1279, July 2006)
- Le Guide des énergies alternatives en mer du Département américain de l’Intérieur, Minerals Management Service (MMS)
