Les hydroliennes, les éoliennes et les énergies marines par Pierre WATREMEZ

Les hydroliennes, les éoliennes et les énergies marines

 

              Par Pierre Watremez, responsable des aires marines protégées.

La France possède le 2ème espace maritime au monde, avec 11 millions de km², de 5850 kilomètres de côtes sur ses trois façades maritimes – la Manche-Mer du Nord, l’Atlantique et la Méditerranée – et 19 000 km de traits de côtes sont sous la souveraineté ou sous la juridiction de la France à travers le monde.
Cette géographie favorable permet à la France de bénéficier d’un potentiel de développement des énergies marines parmi les plus importants d’Europe.

Bémol : les profondeurs dépassent rapidement les 40 mètres près des côtes métropolitaines

A) les Energies Marines Renouvelables (EMR)

(Les facteurs de charge sont à l’heure actuelle pour le nucléaire de 75%, pour l’éolien terrestre de 40à 45% et pour l’éolien marin de 25à 30%)

A1 l’énergie des marées

Reprenant le système de fonctionnement des moulins à marée ,l’usine située sur la Rance est la 1ère installation de production d’électricité utilisant l’énergie marémotrice Elle a été installée sur un site à fort marnage : 13 à 14 mètres. Les travaux du barrage ont démarré en 1961, et l’usine fut définitivement achevée en 1966.
Depuis son raccordement au réseau en 1967, l’usine de la Rance dispose de 24 « groupes bulbes » possédant chacun un alternateur de 10 MW, soit une puissance installée totale de 240 mégawatt. L’usine produit 500 à 600 millions de kWh par an, soit entre 2000 et 2500 heures par an de fonctionnement en équivalent pleine puissance.( consommation d’une ville comme Rennes).
En France, il n’existe pas d’autres sites susceptibles d’accueillir une installation de ce type;

A2 l’énergie éolienne offshore
La mer étant plane, les vents rencontrent moins d’obstacles et sont par conséquent plus soutenus, plus réguliers et moins turbulents que sur terre. A puissance égale, une éolienne offshore peut produire jusqu’à 2 fois plus d’électricité qu’une éolienne terrestre.
La mer offre de grands espaces libres d’obstacles, où l’implantation des machines est possible, sous réserve de concertation avec les autres usagers de la mer.
La puissance d’une éolienne offshore actuelle varie entre 1 et 8 Megawatt avec des pales de 105 m pour une hauteur totale avoisinant les 300 m.Les éoliennes offshore sont rassemblées dans un « parc éolien » ou « ferme éolienne » de 20 à 50 unités.
Leur conditions de fonctionnement : résister à la corrosion, aux tempêtes et aux efforts créés par les masses d’eau alentour.
3 types :fixation à un pieu, avec embase béton, flottantes
Le Royaume-Uni dispose du premier parc éolien offshore au monde, devant l’Allemagne et la Chine. A fin 2016, près de 88% des installations éoliennes offshore dans le monde étaient situées dans les eaux de 10 pays européens

A3 l’énergie des vagues

Cette ressource est inégalement répartie sur le globe : la houle serait exploitable entre les 30èmes et les 60 èmes parallèles. La puissance potentielle estimée le long des côtes françaises représenterait 85% de la consommation des ménages français.
Plusieurs technologies non abouties existent :
   .Un système à déferlement
   .une centrale à colonne d’eau oscillante
  .Un système à flotteurs en surface ou semi-immergé
  .Un Système Archimède wave swing
  .Un système à déferlement
  .Des systèmes des caissons flottants

A4 l’énergie des courants marins

En Europe, lee Royaume-Uni, la France et la Norvège sont les pays les mieux situés pour profiter de ce potentiel.
L’énergie des courants marins est régulière, inépuisable, et ne génère pas, après installation, d’émissions de gaz à effet de serre . En revanche, elle présente plusieurs inconvénients :
la corrosion des matériaux et des systèmes de suspension par l’eau de mer, le biofouling ;
les hydroliennes utilisent l’espace en compétition avec les zones de pêche pour une période de 25 ans ;
le coût très élevé de l’installation et de la maintenance des hydroliennes.

A5 l’énergie thermique des mers

L’énergie thermique des mers (ETM) est produite en exploitant la différence de température entre les eaux superficielles et les eaux profondes des océans Conditions d’exploitation : écart de 20°C

B les freins au développement en France

– des obstacles techniques liés entre autres
      .à la profondeur des fonds marins français
     .à l’obligation de démantèlement à l’issue de l’exploitation
   . au stockage de l’énergie produite
– des obstacles administratifs liés
   . à la préservation des fonds marins
   . à l’usage de la mer ( recours des associations en tous genres)
– des obstacles financierS

Le coût d’un parc éolien est estimé au minimum à 2Mds  €

– une immaturité technologique : une dispersion des technologies (90 dénombrées)sans émergence véritable de quelques technologies fiables et donc attirant des financements

C) perspectives

La France dispose :

. d’un potentiel d’énergies marines important
. d’un réservoir de compétences tant en RD (dépôt de plus de 100 brevets par an)que dans les 50 métiers que nécessite ce secteur
. d’installations portuaires permettant l’assemblage et le déploiement sur secteur des installations
. d’une industrie de sous-traitants pour la fabrication

. de volontés régionales clairement exprimées

Le discours sur l’exploitation des énergies marines était à son apogée dans les années 2010. Ce discours a-t-il débouché sur l’ébauche d’une filière ? Non. La quasi totalité des projets se sont effilochés au fil des années : problèmes techniques, problèmes financiers après 2008.
Le principal opérateur français en électricité est accaparé par ses EPR et par les investissements liés à l’allongement de la durée de vie de ses centrales nucléaires.

Le coût de production de l’électricité éolienne en mer est estimé à 160€ le MWh, mettant ce coût hors marché (60€ leMWh). Cependant les évolutions techniques feront baisser ces coûts et les mettront dans la fourchette des prix de marché dans un avenir assez proche. Par exemple au Danemark, le coût avoisine le prix de marché.

La filière se construira-t-elle par les seules « forces du marché » et leurs allocations optimales des ressources financières?  Quoiqu’il en soit, les quelques lambeaux d’expérimentation qui subsistent laissent dubitatif…
Avec 0,08 % de l’électricité produite au niveau national en 2015,, l’Etat voulait produire à l’horizon de 2020  3 % de l’énergie en France à partir des énergies marines (intégrant l’éolien offshore). Pari d’ores et déjà perdu.

Nota : Le facteur de charge d’une centrale électrique est le rapport entre la puissance moyenne effective sur une période donnée et la puissance nominale de la centrale.

 

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Réf : CY-J2018XI07 EMR

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