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Energies renouvelables et environnement

La diversité des énergies renouvelables

L'énergie marémotrice

L'énergie marémotrice est issue des mouvements de l'eau créés par les marées, causés par l'effet conjugué des forces de gravitation de la Lune et du Soleil. L'énergie marémotrice n'est pas neuve : des moulins à marée ont été construits dès le XIIe siècle.

L'énergie dite marémotrice constitue donc une récupération de l'énergie cinétique de rotation de la Terre. L'énergie correspondante peut être captée sous deux formes : énergie potentielle (en exploitant les variations du niveau de la mer) : c'est la technique utilisée dans l'usine marémotrice de la Rance. énergie cinétique (en exploitant les courants de marée, qui peuvent être captés par des turbines, ou hydrolienne. Lorsqu'on retient l'eau des marées par un barrage, on en freine le mouvement, et donc du même coup - d'une façon infinitésimale - la Terre.

Video © Marine Current Turbines

L'exploitation optimale de l'énergie potentielle nécessite des aménagements importants, qui modifient notablement les équilibres écologiques dans des zones généralement fragiles ; il est probable que cette voie ne sera plus guère exploitée à l'avenir et que l'usine de la Rance restera une expérience isolée.

L'ordre de grandeur de l'énergie naturellement dissipée annuellement par les marées est évalué à 22 000 TWh soit l'équivalent de la combustion de moins de 2 Gtep. Ce chiffre est à comparer à la consommation d'énergie de l'humanité, de l'ordre de 10 Gtep. Seule une fraction de cette énergie étant récupérable, l'énergie marémotrice ne pourra contribuer pour l'avenir que pour une faible part à la satisfaction des besoins mondiaux.

La première installation de production d'électricité utilisant l'énergie marémotrice est l'usine marémotrice de la Rance en France. Elle a été installée sur un site qui, avec des marées dont l'amplitude peut atteindre 13 à 14 mètres, avait déjà connu dans l'histoire de nombreux " moulins à marée ". Les travaux du barrage ont démarré en 1961, et le chantier de l'usine fut définitivement achevé 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.

Ce pays a mis en place un atlas des ressources (190 sites identifiés, pour une puissance potentielle totale de plus de 42 000 MW/an, soit près des 2/3 de la demande canadienne d'électricité en 2008). Trois nouvelles centrales marémotrices pourraient être construites dans la baie de Fundy, sur la côte ouest de l'île de Vancouver et dans l'estuaire du Saint-Laurent.

Durant l'été 2002, la première centrale marémotrice utilisant les courants sous-marins fut testée au Royaume-Uni. Il existe plus de 40 sites dans ce pays riche en côtes où une telle expérience est possible. En théorie, l'énergie potentielle permettrait de générer les trois-quarts de l'électricité du pays.

Le Royaume-Uni a choisi de miser sur les courants sous-marins plus réguliers que les courants de marées de surface ou la houle. Tout dépend de la topographie locale. L'océan comporte des chenaux où des masses d'eau ascendantes ou descendantes se resserrent dans un espace réduit. Les Britanniques ont décidé de vérifier si l'utilisation de cette énergie tirée des courants marins est exploitable afin de réduire les gaz à effet de serre. Pour cela, ils ont engagé des frais colossaux pour construire un prototype de centrale marémotrice pouvant produire jusqu'à 1 580 kW d'électricité. La machine est installée dans les Shetland.

Deux " hydroplanes " de 15 mètres montés sur un socle vont osciller avec la marée afin d'activer un moteur hydraulique qui générera de l'électricité. Des pistons hydrauliques contrôlent l'angle par lequel les hydroplanes de la société Stingray doivent faire face au courant de la marée pour obtenir un maximum d'eau. Comme pour une aile d'avion, leur angle d'attaque change pour créer un phénomène " d'ascenseur " qui pousse l'hydroplane vers le haut et vers le bas. En bougeant, les hydroplanes font bouger un bras qui actionne une pompe pour faire monter de l'huile haute pression à travers un moteur hydraulique qui fait tourner un générateur électrique.

La structure fait 35 tonnes, se trouve à 20 mètres au-dessus du fond marin et fonctionnera dans des courants allant de 2 à 3 mètres par seconde. Essentiellement fabriqué en acier, l'hydroplane est renforcé par un verre plastifié. La société Stingray ne travaille que pour les marées qui bougent dans un seul et même sens. D'autres sociétés travaillent sur des hydroplanes capables de travailler sur les 4 marées.

Les experts économiques remettent en cause le coût associé à ce genre de production. Le coût estimé de l'électricité produite par ces centrales est prévu entre 4,7 et 12 pence par kWh, ce qui est plus cher que l'énergie nucléaire ou éolienne.

Bilan énergétique mondial

Conclusion