Les vagues, les marées, les algues, l’énergie thermique des océans, la pression osmotique, autant de nouvelles énergies à développer

Les vagues

L’énergie des vagues est liée au déplacement de la surface de la mer sous l’action de la houle. Le principe est simple. Lorsque les vagues arrivent sur un obstacle flottant ou côtier, elles cèdent une partie de leur énergie qui peut être convertie en courant électrique. Cependant, la quantité d’énergie générée est faible (200 fois moins que d’énergie solaire directe). L’intérêt : les vagues se déploient de façon très économe. L’inconvénient : l’énergie perd en puissance lors de son acheminement vers les cotes . Pour que le dispositif soit rentable, il vaut mieux que les capteurs soient posés près des cotes, afin de récupérer le maximum d’énergie créée, soit 20 kW par mètre de cote. Selon la Commission Européenne, l’houlomotricité occuperait en 2020 la quatrième place des énergies renouvelables utilisées pour produire de l’électricité, derrière l’éolien on-shore et off-shore et l’hydraulique. Il existe aujourd’hui différentes technologies pour récupérer l’énergie des vagues : les bouées sous-marines en mouvement, les colonnes oscillantes, les débordements de chenal, les plates-formes à déferlement. Une cinquantaine de projets sont en cours.

L’énergie des marées et des courants

Dans les océans, d’énormes masses d’eau comme le Gulf stream, se déplacent, mais à des vitesses relativement faibles (10 à 20 km/h). Une partie de ces courants marins sont engendrées par les marées. C’est la rotation des astres et l’intimité du système Terre-Lune, qui provoque ces mouvements d’eau à la surface de la planète Terre. L’énergie correspondante peut être captée sous deux formes : d’une part, l’énergie potentielle (en exploitant les variations du niveau de la mer) : c’est la technique utilisée dans l’usine marémotrice de la Rance ; d’autre part, l’énergie cinétique, en exploitant les courant de marées (ou de marnage), qui peuvent être captés par des turbines, ou « hydroliennes ».

Le potentiel des courants et des marées est probablement supérieur à celui ds énergies du vent, mais il reste comparable. Au mieux, cela se rapprochera ¬ à l’horizon 2050 ¬ du grand secteur hydraulique.
L’énergie hydraulique : L’énergie de l’eau fournit 3% de la consommation d’énergie primaire de la planète. C’est une des grandes sources d’énergie primaire mais loin derrière le pétrole (40%), le charbon (25%), le gaz (23%) et le nucléaire (7%). L’énergie hydraulique qui est l’héritière des moulins à eau d’antan, est la source d’électricité d’origine renouvelable la plus utilisée, après le bois. Basée sur la récupération de l’énergie cinétique de l’eau des fleuves et des rivières, la « houille blanche » assure 16 % de la production totale d’électricité dans le monde et 12 % en France. Avec 120 centrales et 134 barrages, elle constitue 97 % de l’électricité de source renouvelable en France. Mais sa production mondiale recule. Elle est en effet passée du 2e rang des sources d’électricité mondiales au 4ème rang en cinq ans. Son évolution entre 1995 et 2005 est de 18 %, mais va beaucoup moins vite que la consommation mondiale d’électricité (+ 37 %) ! Notamment en Amérique du Nord et en Europe. On estime qu’à ce jour 15% (2300 TWh/an) du potentiel techniquement exploitable (environ 15 000 TWh/an) sont utilisés mais la situation est très contrastée d’un pays à l’autre. Par exemple, la France et la Suisse ont exploité 90% des sites possibles alors qu’à l’opposé, l’Asie et l’Amérique du Sud exploitent moins de 20% de leur potentiel hydraulique.

L’huile d’algue

D’aucuns l’affirment : la révolution de l’énergie des plantes se trouve dans la mer. Cette énergie révolutionnaire, c’est l’huile d’algue. A l’instar des espèces oléagineuses, les algues ont la propriété de contenir jusqu’à 60% de leur masse en lipides. La force des algues : leur quantité. La productivité des végétaux marins est donc une carte maîtresse pour répondre à la menace que font peser les agrocarburants sur la biodiversité. Les algues sont capables de fournir de l’énergie sous 3 formes : biocarburant, biogaz et hydrogène. Leur exploitation est simple à mettre en œuvre. Il suffit, après collecte, de les concentrer et de les presser dans une centrifugeuse pour en extraire l’huile.

Produire du carburant vert à partir d’algues microscopiques, tel est l’objectif du projet Shamash coordonné par l’INRIA (Institut national de recherche en informatique et automatique). Sept équipes de recherche et un partenaire industriel travaillent sur le projet, dont Jean-Paul Cadoret, chef du laboratoire de physiologie et biotechnologie des algues de l’Ifremer. Pour ce dernier, ces microalgues qui, par photosynthèse, transforment l’énergie solaire en énergie chimique, offre de gros avantages : « Elles n’entrent pas en conflit avec l’approvisionnement alimentaire comme c’est le cas pour le blé, le maïs ou le colza. Elles se cultivent facilement en bassin ou dans les bioréacteurs avec de l’eau de mer. Cela évite de puiser dans les réserves d’eau douce. Elles prolifèrent rapidement et peuvent fournir une récolte en continu. Leur rendement de production d’huile à l’hectare est bien supérieur à celui de toutes les autres plantes. Ce sont des machines à avaler le CO2. Elles le captent pour restituer de l’oxygène ». Vingt fois plus abondantes que les plantes terrestres, les microalgues peuvent fournir 25 000 litres d’huile par hectare, quand le colza n’en produit que 1 500 litres, le tournesol, 950, et le soja, 446. La consommation annuelle mondiale de carburant pourrait être assurée si les bassins d’algues étaient déployés sur 400 000 hectares (4000 km2), soit un tiers de l’Ile de France. Elles sont aujourd’hui présentées comme une alternative énergétique au pétrole, pouvant produire l’équivalent d’un quart des carburants fossiles. À l’heure actuelle, le litre de carburant d’algue coûte plus cher que le pétrole. Mais plusieurs éléments permettent d’espérer, à terme, une bien meilleure rentabilité. D’ici à 2010, les premiers litres d’essence d’algues feront peut-être rouler vos voitures.

L’énergie thermique des océans.

Les océans représentent un vaste capteur et un immense réservoir d’énergie solaire contenue sous forme de chaleur dans la couche d’eau de surface. Le moyen pour prélever une fraction de cette énergie thermique des mers (ETM) consiste à jouer sur la différence de températures entre les eaux chaudes de surface (+ 25° C dans les régions tropicales) et les eaux profondes (+5°C à 1000 mètres). Bien que cela soit difficile, il est possible d’utiliser cet écart entre l’eau chaude et l’eau froide en installant des méga-pompes à chaleur capables récupérer par « évapotranspiration » la vapeur qui va alimenter une turbine. Le problème est qu’avec seulement 20° C d’écart entre l’eau chaude et l’eau froide, on se trouve en limite de fonctionnement technique, et le rendement énergétique serait très faible (2 %) pour des investissements énormes. La technique est cependant expérimentée par les 2 pays les plus en pointe dans ce domaine, les Etats-Unis et le Japon.

La pression osmotique

Cette forme d’énergie repose sur la différence de pression exercée respectivement par l’eau douce et l’eau salée, offre aussi de belles perspectives. En exploitant le gradient de salinité à l’embouchure des fleuves, cette solution applique aux différences de température entre eaux de surface et eaux profondes les principes de la géothermie

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