Les énergies renouvelables marines
Accueil 
Environnement
Les énergies renouvelables marines
Acces rapide :
LES ENERGIES RENOUVELABLES MARINES ERM
L’objectif de l’Union européenne est de produire 20 % de l’énergie consommée par des sources renouvelables d’ici 2020.
La position de l'état en la matière est "une stratégie d'ensemble pour définir les sites possibles ou non d'implantations des ERM. Une stratégie d'ensemble est en cours d'élaboration, entre le préfet maritime et les préfets de région".
En Bretagne, la DIREN (Direction Régionale de l'environnement) est directement impliquée pour participer à la mise en place d’un système diversifié de production d’énergie dans le cadre de la lutte contre l’effet de serre. Son programme de développement du grand éolien notamment s’inscrit dans le cadre du développement durable.
Actualité en Bretagne 2010
Quant à la position du CRPMEM et des CLPM de Bretagne, elle était réservée. En effet, ces organismes se sont investis sur ce dossier depuis 3 ans pour étudier la faisabilité d'implantation des parcs éoliens dans la Région. Néanmoins dans la Baie de Saint-Brieuc, cette position s'est orientée vers une proposition de zone plus au large que prévue, après l'inventaire exhaustif des usages zone par zone courant 2nd semestre 2010.
La planification de l'éolien en mer, menée par les services de l'Etat, se poursuit en Bretagne. L'étude menée par les chargés de mission a permis de présenter des données de fréquentation et de production sur les zones pressenties pour l'éolien offshore. Ces résultats ont réaffirmer la position du comité régional (courrier du CRPM sur cette question), s'opposant à la zone pré-identifiée par l'Etat au mois de février et confortant la proposition faite collectivement au mois de juin par les Comités des pêche. Conscient que cette proposition ne fait pas l'unanimité dans les professionnels, elle reste néanmoins la plus adaptée dans l'intérêt général des flottilles de ce secteur.
Les éoliennes offshore
La France s'est fixé pour objectif de produire 4.000 MW d'électricité à partir d'éoliennes en mer à l'horizon 2015.
En 2006, le parc éolien offshore mondial était de 900 MW exclusivement situés en Europe (continent où l’industrie éolienne est née), ce qui ne représentait que 2 % du parc éolien total. Les machines offshore ont initialement été développées à partir des modèles terrestres : ce sont des installations modérément complexes qui se situent sur des zones proches des côtes et en eaux peu profondes comme les bancs de sable.
La France dispose d’un remarquable potentiel éolien offshore et notre pays pourrait parfaitement produire, à l’horizon 2020, 10 % de sa consommation électrique totale, soit 53 TWh, à l’aide de 3000 éoliennes maritimes de 5 MW. Ces 53 TWh produits grâce à l’éolien offshore correspondraient à la quasi-totalité de notre production électrique d’origine thermique et permettraient en outre de réduire de 13,5 % (56 millions de tonnes par an) nos émissions annuelles de CO2.
En France, le Grenelle de l'environnement (document officiel de l'état) préconise une multiplication par 4 des éoliennes et par 10 de la puissance installée, soit une capacité de production électrique de 25.000 MW dont 6.000 MW d'offshore, pour parvenir à l'objectif de 20 millions de tonnes équivalent pétrole (tep) d'énergies renouvelables supplémentaires en 2020.
Les professionnels de la pêche se sont exprimés en Février 2010, sur les sites propices au développement des énergies marines renouvelables.
Dans un souci de concertation, La Région Bretagne et l’Etat engagent une étude associant les différents usagers de la mer pour cerner les projets d'énergies marines renouvelables.
28 Février 2010 : Les Comités des pêches se sont prononcés sur les zones identifiées comme étant "propices" par l'état, à savoir le littoral de Saint Malo et de Saint Brieuc. Ils ont réclamé une étude plus poussée qui leur permettront une analyse fine des retombées sur l'activité de pêche dans ces zones. Pour ce faire, les Comités des pêches ont employé 2 chargés de missions et des collecteurs de données pour identifiés les professionnels de la pêche et leurs activités, afin d'établir les répercussions des projets de parcs éoliens dans le secteur. Cette étude a donné lieu à une contre-proposition des Comité des pêches vers une zone de moindre contrainte pour les pêcheurs.
Ce programme s'inscrit dans les idées du Grenelle de la Mer de Juillet 2009. En effet, le lancement d’un grand plan « Energies bleues » permettra d’investir massivement dans les énergies marines renouvelables.
Principe de fonctionnement d'une éoliennes off-shore
D'un point de vue technique, les installations offshore ont dans un premier temps été développées à partir des modèles terrestres, malgré la différence de contextes. Les éoliennes situées en mer sont pourtant soumises à des conditions météorologiques difficiles. Mais de larges progrès technologiques ont été réalisés ces derniers temps et les constructeurs développent aujourd'hui des machines adaptées aux conditions en mer. Les procédures administratives, les réseaux électriques sont également à adapter à ce type de production électrique. Les obstacles techniques qui restent à lever sont de taille…
Le principe de fonctionnement est le même que pour une éolienne terrestre, cependant les conditions en mer implique la construction d’engins plus robustes : les mâts doivent être étudiés pour résister à la force des vagues et du courant, la protection contre la corrosion doit être renforcée, le raccordement électrique implique des câbles sous-marins.
- Avantages : énergie propre + présence de vent puissant et régulier au large des côtes + rentabilité supérieure aux éoliennes terrestres.
- Inconvénient : installation onéreuse.
Actuellement les éoliennes en mer sont généralement plantées sur un cylindre de béton installé au fond de l'eau, un procédé lourd et cher, qui pèse 20% du coût d'installation des éoliennes offshore, et encore plus si elles sont installées en eaux plus profondes.
Les éoliennes flottantes
Les concepteurs travaillent au développement de structures flottantes supportant les éoliennes et résistant aux sollicitations de l’environnement marin : vagues ou encore rafales de vent.
Afin de s’affranchir de la profondeur des fonds marins pour installer des éoliennes en haute mer, la société Hydro a développé un nouveau concept de plateforme flottante pour éolienne (photo projet Winflo).
Les éoliennes peuvent alors être installées loin des côtes, par exemple pour alimenter en énergie des plateformes gazières ou pétrolières.
La 1ère éolienne flottante est née en Norvège Décembre 2009 grâce à la société pétrolière StatoilHydro.
La Bretagne : troisième projet éolien offshore proposé par Nass & Wind - Octobre 2009
Le bureau d'études Lorientais Nass & Wind a proposé un nouveau projet d'installation de parc éolien offshore à 12km des côtes du Croisic s'ajoutant aux deux projets déjà existants au large de Saint-Brieuc et de Belle-Ile-en-Mer. [Tribune]
Ce nouveau parc qui compterait entre 60 et 80 éoliennes flottantes d'une puissance unitaire de 5 MW (les seules à atteindre cette puissance sont pour l'instant les Multibrid 5M d'Areva et non les Winflo soutenues jusque-là par Nass & Wind) développerait une puissance estimée entre 300 et 400 MW, soit suffisamment d'électricité pour alimenter entre 450.000 et 600.000 foyers (hors chauffage selon les calculs du media on line).
La mise à l'eau des démonstrateurs est prévue pour 2011. Le projet se composera d'un flotteur semi-submersible, d'une éolienne légère et d'un dispositif d'ancrage caténaire. D'une puissance de 2 à 3 MW, il sera immergé à une profondeur de 50 à 150 m et raccordé au réseau électrique. La société néerlandaise Blue H, implantée à Rennes, porte le projet DIWET (Deepwater Innovative Wind Energy Technology). Son prototype d'éolienne flottante, d'une puissance de 3,5 MW, sera immergé entre 70 et 150 m de profondeur, à dix milles nautiques de la côte. L'éolienne sera placée sur une plate-forme flottante maintenue sous l'eau par des contrepoids posés au sol. Cette méthode, qui a le soutien de l'Ifremer, permettrait de construire des éléments plus légers et moins rigides face aux éléments marins. Les éoliennes, elles, ne diffèrent pas. Leurs mâts dépasseront les flots de 60 à 70 mètres et accueilleront des turbines à deux pales de 40 mètres de rayon.
Nass & Wind espère une mise en chantier de ce nouveau projet d'ici à 5 ans, pour une mise en service aux alentours de 2015. Bien entendu, une consultation publique et une étude d'impact environnemental devront être lancées avant d'obtenir une concession du domaine public maritime et c'est le rôle de Nass & Wind offshore de s'en occuper.
Les deux autres projets bretons sur les énergies de la mer sont :
◊ le projet du plateau du Grand-Léjon, au large de Saint-Brieuc aussi proposé par Nass & Wind qui en a lancé l'étude d'impact environnemental en novembre 2008 selon une déclaration faite par sa directrice Nathalie Le Meur précisément le 7 octobre 2008 au média Le Télégramme (pour l'instant aucun résultat officiel de cette étude)
◊ le projet au large de Groix et de Belle-Ile aussi étudié par Nass & Wind
Deux types d'éoliennes, toutes deux flottantes, sont en concurrence pour équiper les futurs parcs bretons : l'éolienne DIWET fabriquée par Blue H France et l'éolienne WINFLO labellisée par le Pole Mer Bretagne.
Deux rendez-vous sont à noter :
- La prochaine conférence European Offshore Wind aura lieu à Amsterdam du 29 novembre au 1er décembre 2011 (www.eow2011.info);
- Une participation du Pôle Mer Bretagne est également envisagée au grand salon onshore et offshore de l'éolien « European Wind Energy Conference and Exhibition », qui se tiendra du 20 au 23 avril 2010 à Varsovie (www.ewec2010.info).
La ressource hydro cinétique
Définition de la force cinétique : L'énergie cinétique est l'énergie que possède un corps du fait de son mouvement réel. L’énergie cinétique d’un corps est égale au travail nécessaire pour faire passer le dit corps, du repos à son mouvement.
Principe de l'énergie cinétique : les courants marins actionnent des aubes immergées (roue, hélice, turbine...), transformant l'énergie cinétique en énergie mécanique. Cette dernière alimente un générateur électrique.
Energie des courants océaniques
Actuellement seule la Floride expérimente cette ressource en exploitant le Gulf Stream avec une turbine à - 60 mètre de profondeur (document Ifremer)
Energie potentielle des marées :
- Lagons artificiels (exemple dans la Baie de Swansea Pays de Galles) (document Ifremer) ;
- Turbines à axes horizontal (exemple à Lynmouth, Devon, UK depuis 2003 et en Norvège depuis 2006) :
En France, existe un projet de ferme hydrolienne de 3 hectares au large de Paimpol-Bréhat d'une capacité de 2 à 4 MW. Ces hydroliennes mesureront 16 mètres de diamètre chacune et seront ancrées à 35 mètres de fond. Les quatre machines, destinées à produire 500 kilowatts chacune, seront construites par OpenHydro, une société Irlandaise. Un trou central facilitera le passage de la faune marine dans la roue en fibre de verre. Des études acoustiques seront lancées pour déduire l’intensité des nuisances sonores des turbines et des négociations sont en cours pour des mesures compensatoires et d’accompagnement de la collectivité et des travailleurs de la mer.
La mise en service du parc est programmée au printemps 2012. www.bretagne-innovation.tm.fr
- Turbines à axe vertical (Ponte de Archimède en Italie - turbine Gorlov - turbine Davis au Canada) ;
- Profil oscillant (compression hydraulique au large des îles Shetland, UK document Ifremer) ;
- Estuaires barrés (usine marémotrice de la Rance en Ille et Vilaine depuis 1966)
L'énergie thermique de la Mer
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 ».
L’idée de base est d’utiliser la différence de températures entre les eaux tièdes de surface et les eaux froides profondes (4° degré d’écart voir 7°) pour produire de l’électricité. On cherche donc à produire de l’énergie électrique à partir de la chaleur accumulée dans l’eau chauffée par le soleil à la surface des océans tropicaux.Ainsi, parce qu’elle est froide et largement accessible – on en trouve à 1000 mètres de profondeur à des températures proches de 4°C dans tous les océans du monde – l’eau océanique profonde peut être associée à l’eau de surface chauffée par le soleil pour produire de l’électricité dans la zone intertropicale.
De nombreux avantages existent, qui plaident en la faveur d’une meilleure connaissance de l’ETM. L’eau de mer est gratuite, abondante et ne pose aucun problème de stockage, ni de confinement. Aucun déchet toxique n’est issu de son utilisation. En outre, son exploitation réduirait, de façon considérable, les émissions de gaz à effet de serre. Enfin, l’eau de mer, une fois utilisée, pourrait à nouveau servir : à la réfrigération des bâtiments, permettant de substantielles réductions de facture de climatisation ; à l’aquaculture (l’eau de mer profonde contenant beaucoup de nutriments) ; à de nombreuses autres utilisations (mais celles-ci sont encore en cours de recherche).
C’est aux États Unis et au Japon que ces travaux de R&D pour le développement des usages de l’eau océanique profonde à des fins Industrielles et commerciales sont les plus avancés. La France - nation pionnière de l’ETM au début du 20ème siècle - a abandonné ce domaine de recherche depuis le milieu des années 1980. Un projet existe au large de la Réunion pour exploiter cette ressource... (lien vers l'article dans Témoignages)
Des articles et documents : Ifremer, Jean Marvaldi, l'Énergie Thermique des Mers.
sources : DIREN - www.lemoniteur.fr - www.greenunivers.com - Groupe de Prospective du Sénat - www.ecosources.info - www.actu-environnement.com - www.techniques-ingenieur.fr - Environnement magazine - Sciences&Avenir - Les énergies de la mer