Les courants tidaux résultent de la montée et de la descente de la marée et sont intensifiés par le confinement ou la bathymétrie du fond marin. Ils sont hautement prévisibles en termes de cadence et d’amplitude. De même, les courants océaniques sont présents dans les océans ouverts et circulent régulièrement dans la même direction avec une faible variabilité. Ils sont dus aux différences régionales de température et de salinité à travers le monde et à l’effet de Coriolis causé par la rotation de la Terre.
La plupart des technologies utilisées dans le secteur de l'énergie marémotrice et des courants convergent vers des dispositifs à axe horizontal, avec un TRL allant de 5 à 8.
- Turbine à axe horizontal (HAT) : Le courant de marée passe devant des pales fixées à un arbre horizontal et provoquent une rotation. Ce système génère de l’énergie de la même manière qu’une éolienne, mais sous l’eau
- Dispositif à effet Venturi : Le flux est concentré dans un conduit, ce qui accroît sa vitesse. À l’extrémité du conduit se trouve une turbine qui produit de l’énergie.
- Cerf-volant sous-marin : Le dispositif, fixé au fond de la mer ou à une plate-forme flottante, se déplace dans le courant de marée selon une trajectoire en sablier ou linéaire. Cela augmente la vitesse relative et donc la production d’électricité.
- Vis d’Archimède : Le flux passe à travers la spirale d’une roue de forme hélicoïdale. L’appareil se met à tourner et ce mouvement est converti en énergie.
- Hydroptère oscillant : Le flux soulève un hydroptère oscillant attaché à un bras. Le mouvement vertical génère de l’énergie en activant un arbre ou des pistons.
- Turbine à axe vertical (VAT) : Les courants traversent des pales parallèles à un arbre en rotation. Ils produisent ainsi de l’électricité, quelle que soit la direction du flux, comme pour les éoliennes verticales.
Développement futur des dispositifs innovants liés à l’énergie marémotrice
Le développement de dispositifs innovants liés à l’énergie marémotrice contribuera à des dispositifs plus grands ciblant des emplacements où les courants de marée sont puissants, tandis que de nouvelles conceptions cibleront des vitesses de courant moins forts ainsi que des rivières.
Les nouvelles conceptions visent à réduire le LCOE (coût actualisé de l'énergie), à un entretien plus facile et moins onéreux, réduisant ainsi leur impact environnemental.
Principaux avantages et inconvénients
- La vitesse de l’énergie marémotrice est prévisible et fiable sur un cycle de 19 ans (long terme) ; elle s’intègre donc facilement aux réseaux électriques existants et permet de réduire le besoin en sources d’énergie alternatives de substitution.
- Bien que l’énergie marémotrice soit prévisible, sa production n’est pas constante, c’est-à-dire qu’elle ne correspond pas à la demande d’énergie, car elle suit les marées qui se produisent à différentes heures de la journée, indépendamment des heures de pointe du matin et du soir. Elle doit donc être associée à un système de stockage par batterie.
- L'énergie marémotrice libère une puissance élevée par rapport à l'énergie éolienne avec un rendement élevé et une longue durée de vie, mais les coûts de construction initiaux sont élevés de même que les coûts d'exploitation et de maintenance.
- L’énergie marémotrice et l’énergie des courants sont moins sensibles au changement climatique et peuvent produire de l’énergie de jour comme de nuit. Cependant les disponibilités de sites sont limitées – pour le moment, il n’y a pas/rares d’appels d’offres pour l’énergie marémotrice.
Analyse environnementale et acceptabilité sociale
Très peu de prototypes à grande échelle ont été testés, encore plus rarement dans des fermes pilotes. Par conséquent, les connaissances actuelles sont encore insuffisantes concernant les technologies marémotrices, houlomotrices ou éoliennes flottantes.
Les analyses du cycle de vie confirment le potentiel des usines marémotrices en tant qu’énergies vertes alternatives. Des études ont montré que les incidences sur l’environnement seraient similaires à celles des grandes installations éoliennes. Les principales incidences environnementales des dispositifs d’énergie marine, du point de vue du cycle de vie, sont dues aux matériaux utilisés alors que l’installation, l’entretien et l’exploitation n’ont pas d’impacts significatifs.
Les technologies marémotrices étant sous-marines et invisibles, il est probable que leur intégration au paysage soit moins problématique et provoque moins d’actions en justice que l’éolien offshore
Cependant, les technologies marémotrices peuvent rencontrer d’autres formes de résistance de la part des parties prenantes impliquées au niveau local. L’impact des technologies marémotrices sur les ressources halieutiques suscite des controverses majeures. L’impact des technologies marémotrices sur la vie aquatique et la migration des poissons est encore incertain, en particulier pour les projets à grande échelle. Les représentants des activités de pêche peuvent être très sensibles à l’installation de tels projets dans leur zone de pêche
L’espace maritime fait l’objet d’une concurrence accrue avec l’émergence de nouvelles activités. L’aménagement du territoire aux niveaux national et local est une question clé, tout comme la coopération ciblée entre les technologies renouvelables.
Un secteur essentiellement européen
L’énergie marémotrice est une industrie majoritairement européenne puisque 65 % des développeurs sont situés en Europe. Les États-Unis, l’Europe, la Chine et la Corée sont les principaux pays qui investissent dans des projets d’énergie marémotrice et les étudient.
Pour en savoir plus sur les énergies marines et découvrir les principales technologies innovantes liées à l’océan, leurs avantages et leurs enjeux dans le rapport 2024 d'ENGIE sur les technologies émergentes durables,
Contributions et Remerciements
- Fiona Buckley
- Camille Riviere
- Julie Clavreul
- Elodie du Fornel
- Elodie Le Cadre Loret
- Jan Mertens
- Jean-Pierre Keustermans
- Céline Denis
- Olivier Sala
