L’énergie marémotrice : un potentiel difficile à exploiter

L’énergie marémotrice exploite la force des marées. Elle existe sous deux formes : l’énergie potentielle, qui exploite les variations de niveau de la mer et l’énergie cinétique, qui exploite la force des courants liés aux marées.

 

 

 

 

Energie marémotrice : le principe

L’énergie marémotrice est l’énergie issue du mouvement des marées. Appelée énergie potentielle, elle est issue des variations du niveau de la mer. Ce principe existe depuis le Moyen-âge, avec l’utilisation de moulins à marée dès le 12ème siècle sur l’Adour.

Les exploitations marémotrices modernes fonctionnent grâce à un barrage, construit dans une baie ou un estuaire. Le barrage forme un bassin, isolé de la mer, qui permet d’utiliser l’énergie des marées grâce au principe des vases communicants.

A marée montantes, les vannes du barrage sont ouvertes, et le bassin se remplit. Le barrage est fermé quand la marée est à son niveau maximal.

A marée descendante, après que la mer soit suffisamment redescendue pour avoir une différence de niveau d’eau significative,  l’eau du bassin est reversée dans la mer à travers des turbines qui fabriquent de l’électricité.

Il existe également un cycle à double effet, dont le fonctionnement diffère du cycle à simple effet décrit précédemment. Dans ce cas, les vannes du barrage sont fermées à marée montante pour créer une différence de niveau d’eau entre le bassin et la mer. Quand la mer est à son niveau le plus haut, les vannes sont ouvertes, et en se déversant dans le bassin, l’eau génère de l’électricité via les turbines.

A marée descendante, le système fonctionne selon le même mode que lors d’un cycle à simple effet, c’est-à-dire que l’eau du bassin se déverse dans la mer en passant à nouveau à travers les turbines.

Avantages et inconvénients

Contrairement à l’énergie éolienne et solaire, l’énergie marémotrice à l’avantage d’être parfaitement prédictible, puisqu’ on peut connaître l’ampleur des marées précisément et longtemps à l’avance.

De plus il s’agit d’une énergie propre et inépuisable.

Enfin, dans ce type d’installation, le risque de rupture du barrage est proche de nul.

L’exploitation de l’énergie potentielle des marées comportent néanmoins de nombreux inconvénients.

Elle nécessite des aménagements conséquents qui perturbent l’équilibre écologique de la baie ou de l’estuaire. Le barrage provoque une accumulation de vase en amont de l’estuaire qui perturbe la navigation. De plus, le barrage empêche de nombreuses espèces de poissons de circuler entre le fleuve et la mer.

Et même si cette énergie est prédictible en fonction des cycles des marées, la production est limitée à 4 ou 5 heures par jour.

 

L’usine de la Rance, plus grande réalisation mondiale

Il existe peu d’installations marémotrices dans le monde. Les sites réunissant les conditions pour permettre l’installation d’une usine marémotrice étant rares. Il s’agit de baies ou d’estuaires où l’amplitude des marées est très importante en raison des conditions hydrodynamiques. On pense à la baie du Mont-Saint-Michel, où est installée l’usine de la Rance, ou encore à  la baie de Fundy au Canada. De plus, le sol marin doit être suffisamment dur pour stabiliser l’installation.

L’usine marémotrice de la Rance est la plus grande réalisation de ce type dans le monde. Son barrage mesure 332 mètres de long. C’est un lieu où l’amplitude des marées dépasse 10 mètres.

Les travaux de l’usine ont débuté en 1961 et ont été achevés en 1966. Entre-temps, la baie a été mise à sec pendant deux ans. L’usine de la Rance est constituée de 24 turbines, pour une puissance totale de 240 MGW, soit le cinquième d’un réacteur nucléaire. La production annuelle se situe entre 500 et 600 millions de KWh par an. L’usine permet d’alimenter environ 250.000 foyers, et constitue la première source d’électricité de la Bretagne.

A elle seule, l’usine de la Rance représente 90% de la production mondiale d’énergie marémotrice. Un système de pompage augmente le rendement  de l’usine, en permettant de stocker davantage d’eau dans le bassin formé par le barrage. Comme la production est limitée à quelques heures par jour, l’usine de la Rance est principalement utilisée pour répondre une demande accrue lors des pics de consommation.

Le coût de production de l’électricité est assez faible, 12 à 18 centimes/KWh, soit moins que le nucléaire.

D’autres installations de ce type existent dans le monde, au Canada (usine marémotrice Annapolis Royal de Nouvelle-Ecosse), en Chine ou en Russie, mais elles sont de moins grande ampleur (20 MWH maximum).

 

Des projets autour de l’énergie cinétique

Compte tenu des nombreux inconvénients liés à ce type d’installations, la plupart des gros projets d’énergie potentielle, exploitant les variations de niveau entre la mer et le bassin, ont été abandonnés. Désormais la recherche se concentre sur l’énergie cinétique, soit l’énergie provenant de la force des courants sous-marins créés par les marées.

Le principe de l’exploitation de l’énergie cinétique consiste à mettre en place une « éolienne sous-marine », appelé hydrolienne, ou une turbine sous-marine. La force du courant des marées actionnent les pales des hydroliennes ou des turbines. Il existe de nombreux projet d’énergie cinétique, notamment au Royaume-Uni ou en Corée. Un prototype est déjà opérationnel en Norvège, à Hammerfest.

Ce système à l’avantage de moins perturber l’environnement. De plus l’énergie des courants marins représente un potentiel énergétique énorme, estimé à 2 Gtep (pour information, la consommation d’énergie de l’humanité entière est de 10 Gtep).

Mais cette énergie devrait être relativement  chère à produire, compte tenu des difficultés de mettre en place ce type d’installations et sachant que l’entretien et la maintenance en milieu sous-marin n’est pas sans poser de problèmes. Il faut également prendre en compte la corrosion.

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