Énergies marines : comment ça marche ?
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Vents, vagues, courants, marées… Les mers et les océans, qui couvrent 70 % de la surface du globe, sont traversés de mouvements puissants. Ils recèlent donc un grand potentiel d’ . Tour d’horizon des technologies développées.
© Getty/ Darwin Brandis
Parfois aussi appelées « énergies bleues », les « énergies marines » intègrent l’ensemble des technologies qui permettent de produire de l’énergie – généralement de l’ – en utilisant différentes ressources du milieu marin :
- les vents soufflant au-dessus de la mer (éolien ) ;
- les marées ( ) ;
- les courants (énergie ) ;
- les vagues et la houle ( ) ;
- la différence de température de l’eau en surface et en profondeur (énergie thermique) ;
- le gradient de salinité à l’embouchure des fleuves ( ) ;
- la
des micro-algues (biocarburants).
Ces technologies se distinguent des formes traditionnelles de l’
: centrales hydroélectriques utilisant l’énergie de chutes d’eau, ou centrales « au fil de l’eau » utilisant l’énergie d’une rivière ou d’un fleuve. L’énergie hydraulique est utilisée depuis l’Antiquité et elle constitue aujourd’hui de loin la première des énergies renouvelables pour la production d’électricité.
Éolien offshore
L’éolien offshore permet d’exploiter l’énergie du vent disponible en mer. Comme pour les éoliennes terrestres, le vent fait tourner les pales de l’hélice, puis un générateur transforme l’ en énergie électrique.
En mer, les vents sont plus fréquents, plus réguliers et plus puissants que sur terre. Les éoliennes installées en mer sont aussi beaucoup plus grandes, culminant, pour les derniers modèles en test, à 260 mètres de haut.
L’éolienne est fixée sur le fond marin jusqu’à une limite technique de profondeur de 50 m (éolien posé) ou sur une structure flottante (éolien flottant) dans les zones plus profondes (jusqu’à 300 m).
Énergie marémotrice
L’énergie marémotrice repose sur le mouvement montant et descendant des énormes masses d’eau mobilisées par le phénomène des marées océaniques. A la manière des barrages hydroélectriques, les centrales « marémotrices », construites sur les estuaires des fleuves, retiennent deux fois par jour d’immenses quantités d’eau qui, une fois relâchées, génèrent de l’électricité via des turbines entraînant un générateur.
Énergie hydrolienne
Il s’agit de capter et d’exploiter l’énergie cinétique des courants marins grâce à des sortes de petites éoliennes sous-marines. Ces « hydroliennes » sont fixées en batterie sur les fonds marins ou flottent en position intermédiaire entre deux eaux.
Du fait de la densité de l'eau, les hydroliennes sont beaucoup plus petites que les éoliennes (10 à 20 mètres de diamètre).
Énergie houlomotrice
En mer, la force des vagues et de la houle est considérable et omniprésente. Elle peut actionner des systèmes mécaniques capables de produire de l’électricité.
Différentes techniques de récupération de l’énergie des vagues sont testées : caissons flottants articulés entraînant des pistons, colonnes d’eau oscillantes côtières ou immergées, débordements de chenal (sur le rivage, les vagues sont canalisées vers un réservoir situé au-dessus du niveau de la mer, qui se remplit peu à peu, puis est vidé).
Énergie thermique des mers
La mer est un énorme réservoir de
. Dans les zones intertropicales, la différence de température entre les eaux de surface (22 °C et plus) et les eaux profondes (2-4 °C à 1 000 m) peut être utilisée pour produire de l’énergie. A condition de disposer d’un différentiel d’au moins 20 °C. Ce gradient de température est utilisé pour vaporiser un fluide qui, par son expansion, entraîne ensuite un turbogénérateur.
Énergie osmotique
Il est possible, en utilisant une membrane semi-perméable, d’exploiter le mouvement de l’eau qui résulte de la différence de salinité entre l’eau douce et l’eau de mer aux embouchures des fleuves. C’est le phénomène d’osmose dans lequel la membrane laisse passer l’eau mais non les sels dissouts. Le débit généré par la pression d’eau peut être turbiné pour produire de l’électricité.
Biomasse des micro-algues
La biomasse des micro-algues peut être une source d’énergie, sous forme d’huiles transformées en biocarburants. Environ 300 espèces ont été identifiées pour leur capacité à produire de grandes quantités d’huiles. Grâce aux biotechnologies, elles peuvent être « améliorées » pour devenir de véritables « usines », avec des rendements à l’hectare 20 à 30 fois supérieurs à ceux des plantes terrestres… et sans concurrencer les terres agricoles.
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