Energies marines, énergies du futur? (suite)

L’océan est un vaste réservoir d’énergie. Dès l’Antiquité, on a su utiliser les vents et les courants pour mouvoir les navires, et le flux des marées pour actionner les moulins. Au début de l’ère industrielle, on a conçu des machines utilisant l’énergie mécanique des vagues et la chaleur des eaux de l’océan pour servir l’industrie.
L’abondance relative et le faible coût, en termes financiers, de l’énergie produite par la combustion du charbon, puis du pétrole et du gaz et enfin du nucléaire ont enrayé son développement. L’obligation de trouver des énergies moins polluantes est en train de changer la donne ! La valeur de référence de ces besoins est celle de la consommation annuelle mondiale d’énergie primaire, soit 10 milliards de tonnes d’équivalent pétrole par an ou 120 000 TWh/a) *

 


L’ETM énergie du futur !

Il apparaît clairement que l’ETM (Energie Thermique des Mers) représente à elle seule 82 % du potentiel marin. Dans son roman “Vingt mille lieues sous les mers” publié en 1869, Jules Verne évoquant un «circuit entre des fils plongés à différentes profondeurs» pour obtenir de l’électricité fait implicitement allusion à l’effet thermoélectrique découvert en 1821 par Seebeck. L’idée d’utiliser la différence de températures entre les eaux tièdes de surface et les eaux froides profondes pour produire de l’électricité sera reprise en 1881 par J. Arsène d’Arsonval qui proposera de vaporiser un fluide pour actionner un turboalternateur.  C’est un ingénieur français G. Claude, co-fondateur de l’Air Liquide et inventeur de la lampe à néon, qui réalisera dans les décennies 1920 et 1930 les premières usines de production d’électricité à partir de l’Énergie Thermique des Mers. Ce procédé dit ETM est connu en anglais sous le nom d’“Ocean Thermal Energy Conversion ou OTEC”.
Le principe En chauffant à sa température d’ébullition un fluide approprié sous sa forme liquide il se transforme en vapeur que l’on fait passer dans une turbine couplée à un alternateur avant de l’aspirer vers un condenseur où elle se refroidit et redevient liquide. Dans le cas de l’ETM la “chaleur” nécessaire à la formation de vapeur est prélevée dans les eaux de surface des régions les plus chaudes de l’océan où la température peut atteindre 25 à 28°C, et le “froid” nécessaire à sa condensation est fourni par l’eau pompée à grande profondeur là où sa température se refroidit et peut s’approcher de 0°C.
Le procédé est donc identique à celui de nos centrales électriques modernes quel que soit le combustible : fossile ou nucléaire. L’énergie que l’on peut extraire, c’est à dire l’énergie “nette” disponible pour l’utilisateur, représente selon l’écart de température exploitable, jusqu’à cinq fois la puissance consommée pour faire fonctionner l’usine.
La présence d’une source abondante d’eau froide offre d’autres possibilités aux habitants des zones littorales tropicales. On peut en effet accroître les rendements de toutes les machineries thermiques traditionnelles: diesels, machines frigorifiques, etc. en substituant cette eau froide aux réfrigérants traditionnels: l’eau ou l’air, qui sont dans ces régions à des températures ambiantes généralement supérieures à 25°C. Dans les installations de conditionnement d’air l’utilisation de l’eau froide profonde a déjà démontré son intérêt économique. En effet l’eau océanique profonde n’est pas seulement froide c’est aussi un milieu très nutritif peu pathogène et peu pollué favorable à l’élevage d’espèces marines à haute valeur ajoutée.

 

Quel avenir ?

Les promoteurs américains et japonais de la filière ETM imaginent que son développement pourrait se faire en deux phases s’étalant sur une durée de plusieurs décennies. La première verra le développement de petites usines “multi-produits” répondant aux besoins immédiats de pays du “Sud” ayant un accès direct à la ressource. Elle sera réalisée en partenariat et avec l’appui technique et financier de la communauté internationale des pays industrialisés; les investissements nécessaires étant pour partie couvert par une contribution des pays du Nord aux besoins de développement de pays du Sud et par l’utilisation des fonds générés par les accords internationaux visant à réduire le taux de gaz carbonique dans l’atmosphère. Dans la seconde phase, l’expérience acquise par l’exploitation des usines de première génération servira à l’extrapolation vers des unités de capacités de production répondant de mieux en mieux aux exigences des futurs marchés de l’énergie de pays industrialisés, d’abord pour alimenter en électricité des villes côtières de la zone tropicale puis, ultimement pendant la troisième phase, pour la production de combustibles synthétiques à destination du monde entier.

 

 

Les Pionniers

La Suède est en train de réaliser la climatisation du centre de Stockholm avec de l’eau pompée dans la mer Baltique. Aux USA : Climatisation du campus de l’Université Cornell  en utilisant l’eau du lac Cayuga, d’autres sont à l’étude pour Hawaï. Plus récemment, climatisation du centre ville à Toronto.

 

Avis d’écologiste

Il aura fallu que le pétrole devienne cher pour que nous regardions des formes de production d’énergie délaissées bien que très peu polluantes. Les espoirs sont grands de par la potentialité des océans et l’éventail des domaines à couvrir. Production mais aussi économies d’énergie par la climatisation des zones côtières, la désalinisation, l’aquaculture, la production d’hydrogène, l’extraction de lithium etc…tout un programme dans lequel la France a tout à redécouvrir.

* TWh = 10  puissance 9 Kwh



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