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L’énergie marémotrice : un potentiel encore sous-exploité

L’énergie marémotrice se base sur le phénomène des marées et des quantités gigantesques d’eau qui montent et descendent à cette occasion. Son potentiel est incontestable, mais plusieurs obstacles se dressent pour empêcher un réel développement à l’échelle de la planète. Il existe en effet certaines conditions géographiques qui doivent être réunies pour qu’elle puisse être exploitée. À côté de cela, certains inconvénients, notamment liés au coût des infrastructures nécessaires, freinent son expansion.

En matière d’énergie marémotrice, la France fait figure de précurseur de l’énergie renouvelable. L’usine de la Rance (la seule du pays) est en effet en service depuis 1966. À elle seule, elle satisfait 17% des besoins d’électricité de la région Bretagne (1). Dotée d’une puissance de 240 mégawatts, cette installation a longtemps été la plus puissante du monde, avant d’être supplantée en 2011 par la centrale de Sihwa Lake, en Corée du Sud. Cette dernière possède une puissance de 254 mégawatts.

Energie marémotrice : définition et fonctionnement

Pour rappel, les marées sont au nombre de deux par jour. Elles proviennent de la rotation de la planète Terre sur elle-même. L’importance du phénomène, entre grandes marées et eaux mortes, dépend quant à elle des positions du Soleil et de la Lune. C’est cette dernière, plus proche de nous que le Soleil, qui a l’influence la plus conséquente.

Comme il est possible de calculer les mouvements de ces astres sur des milliers d’année, les marées peuvent être prédites avec une parfaite précision, en ce qui concerne leurs horaires mais également leur amplitude.

Le principe de fonctionnement d'une usine ou centrale marémotrice

L’infrastructure est placée dans un bras de mer ou un estuaire. Elle doit être positionnée dans une zone où le marnage (c’est à dire la différence de niveaux entre marée basse et marée haute) est élevé. La centrale est équipée de turbines, qui sont actionnées par les mouvements de l’eau entre deux bassins placés à des niveaux différents.

Les vannes du réservoir situé en amont restent ouvertes lorsque la marée est montante. Lorsqu’un certain niveau est atteint et que la marée commence à descendre, il faut fermer les vannes, jusqu’à ce que la mer soit bien basse. Lorsqu’on les ouvre à nouveau, c’est la force motrice générée par la chute de l’eau qui fait fonctionner les turbines. Celles-ci créent de l’énergie mécanique, qui est ensuite transformée en énergie électrique par l’alternateur.

L’énergie ainsi fabriquée ne peut pas être consommée directement par les ménages. Son voltage doit en effet être abaissé, afin qu’elle soit utilisable sur un plan domestique.

Quelques conditions indispensables

Pour produire de l’énergie marémotrice et implanter une usine prévue à cet effet, certains pré-requis sont indispensables : 

  • La centrale doit pouvoir être bâtie sur un sol rocheux ou sablo-graveleux.
  • Le marnage doit être au moins de cinq mètres. Il s’agit d’un minimum : pour fonctionner, mieux vaut qu’il se situe entre dix et quinze mètres.
  • Le site marémoteur doit disposer d’une profondeur d’au moins dix mètres sous les basses mers.

 

Les avantages et inconvénients de l'énergie marémotrice ou énergie des marées

Comme les autres sources d’énergie, la marémotrice dispose de certains atouts, mais présente aussi des désavantages.

Les atouts

  • L’électricité produite par les marées est par définition une énergie verte et renouvelable. Très peu de gaz polluants sont nécessaires pour l’exploiter. Sur cet aspect, elle est donc respectueuse de l’environnement.
  • La productivité quotidienne des turbines peut être optimisée à 100%, dans la mesure où l’on connaît à l’avance l’amplitude et les heures des marées.
  • Lors de la phase d’exploitation, le coût de production est assez faible.
  • La durée de vie d’une centrale produisant de l’énergie marémotrice peut facilement dépasser un siècle.
  • Parallèlement à la production d’électricité, le site peut permettre d’autres activités qui se présentent comme autant de valeurs ajoutées : aquaculture, développement d’une activité portuaire, création de voies routières sur les digues…

Les inconvénients

  • La production d’énergie marémotrice n’est pas homogène dans le temps. Cela se vérifie sur une journée, mais également dans l’année. Ainsi, quand le coefficient de marée est inférieur à 70 (il s’agit du phénomène des mortes-eaux), la production n ‘est pas possible.
  • La construction d’une usine marémotrice représente un investissement colossal. À titre d’exemple, la centrale de Sihwa, en Corée du Sud, a coûté près de 280 millions d’euros.
  • La présence d’un barrage a des conséquences importantes, et souvent désastreuses, sur l’écosystème de l’estuaire où la centrale est implantée.

Etat des lieux et perspectives de l'énergie marémotrice en France et dans le Monde

Aujourd’hui, le potentiel représenté par l’énergie marémotrice dans le monde est très peu exploité. En effet, la puissance installée s’élève à 500 MWh, alors que le potentiel se situe aux alentours de 380 TWh. Cela pourrait permettre de produire environ 2% de l’électricité mondiale. Si cela n’est pas négligeable, cela reste très en dessous de l’hydroélectricité provenant des barrages classiques, qui est de 3600 TWh (2).

Il faut savoir que le fait d’utiliser la force des marées pour produire de l’énergie n’est pas une pratique moderne. Au Moyen-Âge, en France, des moulins étaient ainsi construits sur la façade ouest du pays.

Dans la deuxième moitié du XXème siècle, des projets modestes ont fleuri à certains endroits de la planète : Kislaya Guba en Russie (puissance de 1,7 MW), Jiangxia en Chine (3,2 MW), Annapolis Royal au Canada (20 MW).

Au début des années 2010, plusieurs projets ambitieux ont été envisagés un peu partout dans le Monde : au Pays de Galles (dans la baie de Swansea), en Inde, en Russie, au Canada, en Australie… Cela n’a pas pour le moment débouché sur du concret. Les contraintes liées aux conditions géographiques et au coût associé à la construction des centrales y est pour beaucoup.

Dans le futur, un système implanté en haute mer pourrait voir le jour, via la construction de lagons artificiels. En s’éloignant des côtes, certaines contraintes disparaitraient, mais reste à savoir si le coût associé au transport de l’énergie produite pourrait être tolérable pour le consommateur.

Questions fréquemment posées

Comment fonctionne l'énergie marémotrice ?

Le fonctionnement d’une centrale marémotrice repose sur la présence d’un barrage. Celui-ci est doté de turbines, qui captent l’énergie cinétique provoqué par les mouvements de l’eau inhérent aux marées. Le marnage, c’est à dire la différence de position entre la marée haute et la marée basse, doit être au moins de cinq mètres pour que l’usine puisse fonctionner. Ceci explique que la production d’énergie marémotrice soit intermittente : il existe des périodes de l’année où elle est à l’arrêt, quand le coefficient des marées est inférieur à 70.

Quelle est l'énergie marémotrice ?

L’énergie marémotrice est basée sur les mouvements de l’eau qui se produisent lors des marées. Celles-ci sont au nombre de deux par jour et proviennent de la rotation de la planète Terre sur elle-même. L’importance du phénomène, entre grandes marées et eaux mortes, dépend quant à elle des positions du Soleil et de la Lune.
La centrale chargée de la production se situe dans un bras de mer ou un estuaire. Elle doit être équipée de turbines, qui sont actionnées par les mouvements de l’eau entre deux bassins placés à des niveaux différents. Ces turbines créent de l’énergie mécanique, qui est ensuite transformée en énergie électrique par l’alternateur.

Quels sont les avantages de l'énergie marémotrice ?

L’électricité produite par les marées est par définition une énergie verte et renouvelable. Très peu de gaz polluants sont nécessaires pour l’exploiter. La productivité quotidienne d’une centrale peut par ailleurs être optimisée à 100%, dans la mesure où l’on connaît à l’avance l’amplitude et les heures des marées.
Il faut savoir que durant la phase d’exploitation, le coût de production est assez faible. Enfin, la durée de vie d’une centrale produisant de l’énergie marémotrice peut facilement dépasser un siècle.

Quels sont les inconvénients de l'énergie marémotrice ?

La production d’énergie marémotrice par une centrale n’est pas linéaire dans le temps, puisqu’elle dépend du niveau de la marée. Ainsi, si le coefficient est trop faible, il n’est pas possible de produire de l’électricité. En outre, la construction d’une usine marémotrice représente un investissement colossal, souvent rédhibitoire. Enfin, la construction d’un barrage a des impacts environnementaux importants, et souvent désastreux, sur l’écosystème de l’estuaire où la centrale est implantée.

Combien d'usines marémotrices dans le monde ?

Aujourd’hui, moins de dix centrales marémotrices sont opérationnelles sur la planète. Une seule est située en France : l’usine de la Rance, en service depuis 1966. A elle seule, elle satisfait 17% des besoins d’électricité de la région Bretagne. Dotée d’une puissance de 240 mégawatts, cette installation a longtemps été la plus puissante du monde, avant d’être supplantée en 2011 par la centrale de Sihwa Lake, en Corée du Sud. Cette dernière possède une puissance de 254 mégawatts.
Dans les années 2010, plusieurs projets ont été esquissés un peu partout sur la planète, sans que cela ne débouche sur de nouvelles constructions.

(1) https://www.connaissancedesenergies.org/

(2) https://www.planete-energies.com/fr/

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