L’énergie des mers : l’or bleu du XXIème siècle

Actuellement, avec l’envolée irréversible du prix des énergies fossiles, une quarantaine d’organismes et laboratoires de recherche dans le monde travaillent au développement de technologies permettant de récupérer l’énergie des vagues.

Une quinzaine d’entre eux auront dès cette année des prototypes ou des machines définitives en fonctionnement dans des zones d’essai éparpillées de Portland, en Oregon, sur la côte ouest des Etats-Unis, à la Namibie, en passant par les îles Orcades, en Ecosse, les Cornouailles, en Angleterre, ou Porto, au Portugal. L’idée d’exploiter l’énergie des mers n’est pas nouvelle : l’usine marémotrice de la Rance, près de Saint-Malo, en Bretagne, par exemple, fut inaugurée dès 1966 par le général de Gaulle.

Aujourd’hui, les contraintes environnementales ne permettraient plus de construire une telle installation et les chercheurs s’orientent donc vers de petites unités de production pouvant être installées à quelques kilomètres des côtes. De nombreuses options technologiques sont à l’étude mais les machines houlomotrices (transformant la houle en électricité) semblent les plus prometteuses.

Jason Bak, président de Finavera Renewables, à Vancouver, au Canada, souligne le faible impact de ces systèmes sur l’environnement et précise que les bouées devraient produire de l’électricité au large de la Californie à partir de 2012. « En termes de ressources disponibles, les vagues représentent le plus gros potentiel de production », explique Hakim Mouslim, ingénieur de recherche au Laboratoire de mécanique des fluides, rattaché à l’Ecole centrale de Nantes et au CNRS ; il appartient à l’équipe qui élabore le Searev (système électrique autonome de récupération des vagues).

Il s’agit d’un système dit « flottant », l’un des quatre types de machines existants. Un cylindre semi-immergé de 1.000 tonnes contient un énorme pendule dont les oscillations alimenteront, via des moteurs hydrauliques, des générateurs. Il sera testé en 2009 ou 2010, sans doute au large du banc de Guérande, en face du Croisic.

Depuis le début des années 2000, les hausses successives du coût des énergies fossiles et les inquiétudes pour l’environnement ont donné un coup d’accélérateur aux travaux sur la houle.

Surtout, les nouvelles technologies – informatiques ou autres – ont permis de mettre au point des machines beaucoup plus performantes et résistantes. « Grâce aux logiciels de simulation, l’université de Munich, en Allemagne, a pu mettre au point pour nous des turbines beaucoup plus efficaces, capables de travailler avec moins de 5 mètres d’eau dans le réservoir », s’enthousiasme Hans Christian Soerensen, président de Wave Dragon, une société danoise dont le premier prototype à l’échelle 1 de machine à déferlement devrait être mis à l’eau l’année prochaine dans le comté de Pembroke, au sud-ouest du pays de Galles, sur les rives de la mer d’Irlande.

« Pour notre part, nous nous inspirons des dernières techniques mises au point par l’industrie pétrolière, les chantiers navals et la pêche », détaille Ted K. A. Brekken, professeur en systèmes d’énergie à l’université de l’Oregon, aux Etats-Unis, qui a testé à l’automne dernier une bouée avec un générateur linéaire. « Tous les éléments de notre bouée en contact avec la mer sont en fibres de verre. Et la connectivité provient de l’exploitation offshore. » Malgré toutes ces avancées, la production d’électricité en grande quantité à partir des vagues n’est pas pour demain. « Nous avons plus de vingt ans de retard sur l’énergie éolienne », avoue Ted K. A. Brekken.

Aujourd’hui, le prix de revient de l’électricité produite par une turbine éolienne de 1 mégawatt peut tomber à 4,1 centimes d’euro le kilowattheure. L’énergie houlomotrice en est très loin… Par exemple, l’objectif du Searev est d’arriver à un coût de production inférieur à 15 centimes d’euro le kilowattheure, tarif auquel EDF rachètera vraisemblablement l’électricité produite en mer.

Pour devenir rentable, la filière vagues devra faire le ménage. Trop de concepts se partagent en effet les financements publics, alors que l’industrie éolienne a depuis longtemps concentré son choix sur les turbines à trois pâles. Autre souci : le raccordement électrique aux installations à terre. « Nous devons utiliser des câbles enfouis à plus de 1,20 mètre, explique Hakim Mouslim. Soit plus de 200.000 euros le kilomètre de câble ensouillé ! »

Actuellement, l’exploitation de l’énergie cinétique des mers utilise deux grands types de technologie : des turbines immergées, ou "hydroliennes", qui utilisent l’énergie des courants marins et des convertisseurs d’énergie, qui sont des machines flottantes utilisant l’énergie de la houle.

la France dispose ainsi, au large des côtes bretonnes et normandes, d’un potentiel important grâce aux courants marins. Par ailleurs, à dimension égale, une hydrolienne produit plus d’énergie qu’une éolienne puisque la densité de l’eau est 800 fois plus élevée que celle du vent.

La société Hydrohelix Energies, leader français de la construction d’hydroliennes, assure qu’il est possible de produire, à l’aide de parcs hydroliens au large de la Bretagne et du Cotentin, 25.000 gigawattheures par an (GWh), soit 5 % de la production électrique française.

Les coûts de production sont estimés par la société à environ 3,5 centimes d’euro le watt installé, avec un retour sur investissement au bout de sept ans compte tenu d’un coût d’installation de 1 à 1,3 euros le watt.

L’autre voie, plus avancée, est celle du convertisseur d’énergie des vagues, de type Searev. Cette voie est dominée par des machines baptisées "Pelamis", développées par la société écossaise Ocean Power Delivery.

Un convertisseur Pelamis génère 750 kW, ce qui représente la consommation de 500 foyers et un parc machine d’une surface de 1 km2 devrait délivrer assez d’énergie pour 20.000 foyers.

Le Portugal vient de commencer la première exploitation commerciale de ces “turbines à vagues” au large des côtes d’Agucadoura, dans le Nord du pays. Le projet portugais fournira à ses débuts 2,25 mégawatts (MW) d’énergie propre, de quoi fournir l’équivalent énergétique de 1 500 foyers. A terme, le projet sera capable de générer l’énergie de 15 000 maisons, économisant ainsi l’émission de 60 000 tonnes de CO2 par an. en théorie, 125 km2 de surface maritime recouverts de machines Pelamis pourraient produire assez d’énergie pour alimenter 2,5 millions de foyers, 10 % des foyers français.

Il reste que l’utilisation industrielle de l’énergie des mers doit surmonter encore de nombreux défis, parmi lesquels la longévité des équipements dans un milieu hostile, la maîtrise des coûts d’entretien et, bien entendu, l’impact réel sur la navigation. Mais la France, riche de ses trois grandes façades maritimes, se doit d’être à la pointe de la recherche dans ce domaine d’avenir qui commence à sortir des laboratoires et pourrait bien, à l’horizon 2030, prendre une place significative dans notre bouquet énergétique.