L’énergie osmotique est l’énergie produite lorsque de l’eau douce passe d’une solution peu salée à une solution plus salée à travers une membrane semi-perméable. Giwa & Hasan (2019)
La production d’électricité à partir de la différence de salinité entre l'eau douce des fleuves et l'eau salée de l'océan constitue une source d’énergie renouvelable disponible en permanence. Elle est donc complémentaire de sources d’énergie plus fluctuantes comme les énergies éolienne, houlomotrice et solaire.
Parmi les différentes technologies de capture de l’énergie osmotique, l’osmose à pression retardée (PRO) et l’électrodialyse inverse (RED) ont atteint des stades de développement avancés :
- Osmose à pression retardée (PRO) : Elle permet à l’eau douce d'un contenant de traverser la membrane semi-perméable qui la sépare de l’eau salée contenue dans un autre contenant pour réduire la concentration en sel de celui-ci. L’augmentation de la pression dans le contenant d’eau salée permet de produire de l’énergie mécanique en actionnant une turbine.
- Électrodialyse inverse (RED): Fonctionne avec des membranes empilées en « stack » qui distinguent les ions positifs du sel (Na+) des ions négatifs du sel (Cl-). Sous l’effet de l’osmose, les premiers passent à travers des membranes sélectives aux cations, tandis que les seconds passent à travers des membranes sélectives aux anions. La séparation des charges positives et négatives produit un courant ionique, qui est ensuite converti en courant électrique.
Applications de la technologie :
- Installations indépendantes : dans les estuaires ou les deltas où les rivières se jettent dans la mer
- Production d’énergie hybride : procédés de récupération d’énergie à partir des saumures
- Dessalement : sous-produit de la pression osmotique. Processus de séparation utilisé pour réduire la salinité de l’eau à un niveau utilisable.
Les technologies émergentes reposent sur des membranes à base de nanopores. La nanofluidique permet d'améliorer les performances de la capture de l'énergie osmotique renouvelable.
A savoir : Coupler l’énergie osmotique et le dessalement contribue à décarboner le processus de dessalement en augmentant son efficacité énergétique et en récupérant l’électricité renouvelable et les matières premières de la saumure.
Découvrez les avantages, les défis, l'analyse environnementale et l'acceptabilité sociale de ces technologies (et beaucoup d'autres) dans le rapport d'ENGIE 2024 sur les technologies émergentes durables.
Les principaux projets pilotes et de démonstration actuels sont situés en Europe
Contributions et remerciements :
- Fiona Buckley (Laborelec)
- Benjamin Graff (CNR)
- Vincent Piron (CNR)
- Elodie du Fornel
- Elodie Le Cadre Loret
- Jan Mertens
- Jean-Pierre Keustermans
- Céline Denis
- Olivier Sala
