Energie marémotrice

 

L'Energie marémotrice

 

Avant d'aller plus loin dans l'explication de l'énergie marémotrice, nous allons définir la marée:

La marée est le mouvement montant (flux) puis descendant (reflux) des eaux des mers et océans causé par l'effet conjugué des forces de gravitation de la Lune et du Soleil. Elle a une période de 12 heures soit deux flus et reflux par jour.

 

L'énergie marémotrice n'est pas nouvelle déjâ au Moyen-Age, on pouvait voir des moulins à marée.

Le phénomène de marée est dû au différentiel de temps de rotation entre la Terre (24 heures) et la Lune (28 jours) qui est donc relativement fixe par rapport à celle-ci. Il s'ensuit que le globe terrestre tourne à l'intérieur d'un globe d'eau de mer allongé dans les deux sens par l'attraction lunaire. On peut utiliser cette énergie de rotation, ce qui a pour effet (dans des proportions infimes, bien que définitives) de ralentir la Terre et d'éloigner la Lune pour des raisons de conservation du moment cinétique de l'ensemble.

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 hydroliennes).

Les sites adaptés au captage de l'énergie marémotrice sont peu nombreux ; ils se concentrent dans les régions où, du fait notamment des conditions hydrodynamiques, l'amplitude de l'onde de marée (inférieure au mètre loin des côtes) est amplifiée : c'est notamment le cas en France dans la Baie du Mont Saint Michel (où se trouve l'usine de la Rance), au Canada dans la Baie de Fundy (où le marnage dépasse 10 mètres, ce qui génère des courants de marée intenses pouvant dépasser 5 nœuds, soit 10 km/h environ).

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 (gigatonnes équivalent pétrole). 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.

Par rapport à la plupart des autres énergies naturelles, l'énergie marémotrice présente l'avantage d'être parfaitement prédictible : en un point donné, l'énergie disponible ne dépend que de la position relative des astres et de la Terre ; de plus, la propagation de l'onde de marée n'est pas instantanée (il y a par exemple plusieurs heures de décalage entre le passage de cette onde à Brest et dans le Pas de Calais) : ceci contribue globalement à "étaler" la production, et à effacer les passages à zéro périodiques de la production en un point.

En effet, l'usine de la Rance produit beaucoup d'énergie mais à provoqué un fort dépôts de limons en amont de l'estuaire. Le barrage ne permet pas, non plus, le passage des poissons vers le fleuve.

Avantages:

-Le grand intérêt de cette énergie issue des marées, bien qu’elle ne représente potentiellement qu’une infime partie des besoins de l’humanité, est d’être totalement prédictible (à l’inverse des autres énergies renouvelables).

-L'énergie marémotrice est aussi un bon moyen pour produire de l'électricité car elle offre les avantages d'être à la fois propre, naturelle et renouvelable. Les marées qui animent mers et océans constituent une source d'énergie inépuisable et qui n'est pas soumise aux aléas climatiques contrairement à l'énergie solaire ou éolienne.

-L'usine marémotrice fait également travailler 60 à 70 personnes, elle est donc génératrice d'emplois. Le bilan énergétique de l'usine est un succès. L'énergie marémotrice est donc une énergie renouvelable.

Inconvénients:

-Peu de sites dans le monde sont susceptibles d’être équipés de centrales de production marémotrices, car celles-ci nécessitent pour être rentables des conditions hydrodynamiques particulières, qui amplifient l’amplitude de l’onde de marée. La composition des sols doit permettre à l'usine de rester en équilibre. (sol granitique, roche dure et non friable).

-On sait aujourd’hui que les installations d’exploitation de l’énergie potentielle nécessitent des aménagements importants, qui perturbent les équilibres écologiques des sites d’implantation. Cette forme d’énergie marémotrice devrait donc être abandonnée. En réponse, les recherches se concentrent maintenant vers l’énergie marémotrice cinétique.

-La corrosion des matériaux de l’usine par l’eau de mer se révèle également être un inconvénient notoire.

L'usine marémotrice de la Rance:

Sa puissance électrique, 240 MW, n’est seulement que le cinquième de celle fournie par un réacteur nucléaire. Mais, cette usine fonctionne depuis 40 ans (elle a été inaugurée le 26 novembre 1968 en présence du Général de Gaulle) en utilisant une énergie renouvelable (600 GWh par an), et de plus programmable pour la fournir quand on en a besoin, à un prix de revient par kWh de 20 centimes à la production, à comparer; à titre d’exemple, le prix de revient de l’énergie électrique d’origine nucléaire est estimé actuellement à 46 centimes le kWh. …

En comparant la production annuelle 600 GWh et la puissance installée 240 MW, on voit que l’usine ne semble fonctionner que 2500 h à pleine puissance par rapport aux 8760 h de l’année. Cela signifie que l’usine de la Rance, et cela sera vrai pour toutes les usines marémotrices, est surtout utilisée au moment des pointes de demande d’énergie.

Mais les usines marémotrices ont alors un avantage sur les usines hydroélectriques au fil de l’eau, leur utilisation peut être programmée avec certitude, mis à part les aléas mécaniques et électriques. Sur les plans du Génie Côtier et scientifiques, la construction du batardeau permettant de « couper » l’estuaire et de mettre à sec les fonds sur lesquels seraient implantées les différentes parties de l’usine, a révélé les problèmes de la détermination des effets des courants et surtout de la houle sur les structures marines, problèmes nouveaux à l’époque pour les ingénieurs. La mise au point de l’acier inoxydable et des peintures capables de résister à la corrosion marine est également à mettre au crédit de l’Usine marémotrice de la Rance.

Ce qui est surtout reproché à l’Usine de la Rance, c’est d’avoir modifié la répartition géographique des sédiments et d’avoir transformé l’estuaire en un « lac d’eau douce ». La modification locale des sédiments est évidente du fait de la modification de la courantologie surtout au voisinage de l’usine. Le reproche du lac d’eau douce est certainement exagéré ; il s’explique par le fait qu’il s’agit d’un estuaire pénétrant profondément dans les terres, dont les estrans ont une surface non négligeable par rapport à la surface du plan d’eau.

Pour palier cet inconvénient environnemental, certains projets marémoteurs modernes envisagent de construire des usines marémotrices au large, en créant des lagons artificiels. Mais, à quel prix ?

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