La prochaine vague d'énergies renouvelables ?

La prochaine vague d'énergies renouvelables ?

Publié pour la première fois ici. Par Chris Bentley

L'hydroélectricité marine pourrait faire des vagues dans les énergies renouvelables, si elle peut surmonter les défis technologiques et financiers. Chris Bentley y jette un coup d'œil.

Pour l'instant, l'industrie de l'énergie des vagues et des marées n'en est qu'à ses débuts(domaine public)

Quiconque a déjà été jeté de sa planche de surf ou frappé par une vague qui se brise inopinément en sortant de la plage sait que l'océan recèle une grande quantité d'énergie.

L'exploitation de cette énergie pourrait permettre d'exploiter une nouvelle ressource majeure d'énergie renouvelable, plus prévisible et plus dense en énergie que le vent ou le soleil. Selon le Conseil mondial de l'énergie, l'énergie des vagues et des marées pourrait un jour fournir 10 % de l'électricité mondiale. Aux États-Unis, le ministère de l'énergie affirme que le développement d'un sixième seulement de l'énergie des vagues disponible sur la côte ouest, à Hawaï et en Alaska pourrait alimenter plus de 5 millions de foyers et soutenir environ 33 000 emplois.

Jusqu'à présent, l'énergie des vagues et des marées est en grande partie en phase de test, mais les entrepreneurs sur le terrain disent que cela va bientôt changer. Le mois dernier, le ministère américain de l'énergie a annoncé un nouveau financement de 23 millions de dollars pourla "prochaine génération de systèmes d'énergie des vagues et des marées/courants" - le plus important bloc de subventions de ce type à ce jour.

"Cette administration met l'accent sur la recherche de pointe, qui fonctionne particulièrement bien pour les vagues et les marées", explique Alejandro Moreno, directeur du Bureau des technologies de l'énergie hydraulique du département. "Imaginez l'énergie éolienne et solaire au début des années 1970 : les gens dans leur jardin vomissant des idées et voyant ce qui fonctionne".

Toute nouvelle technologie doit passer par un stade précoce de recherche et de développement, mais les vagues et les marées sont confrontées à des défis techniques que les autres sources d'énergie renouvelables n'ont pas rencontrés lors de leur passage d'expériences obscures à des sources d'électricité largement appliquées. L'océan est un environnement impitoyable pour les machines délicates. Des vagues plus fortes apportent plus d'énergie qui pourrait alimenter les communautés côtières, mais elles peuvent également submerger les appareils fonctionnant à l'énergie des vagues. L'eau salée corrode les équipements. Les algues, les anatifes et autres organismes marins s'amassent sur les appareils sous-marins comme sur un récif, gommant les pièces mobiles au cours d'un processus que l'industrie appelle "biofouling"."Et si ça casse, ça coule", dit Moreno.

Les laboratoires de recherche et les entreprises privées ont jusqu'à présent eu du mal à exploiter l'énergie des vagues et des marées de manière économique, en partie parce que le marché n'a pas encore trouvé de solution ou de prototype unique.

Dans une voiture de course, on pourrait dire : "Oh, c'est l'aérodynamique, réparons ça et peu importe le coût", explique Jochem Weber, ingénieur en chef du programme d'énergie hydraulique du Laboratoire national des énergies renouvelables. "Avec les vagues et les marées, il n'y a pas une seule chose qui va si mal qu'elle ne puisse être réparée, mais c'est un problème d'optimisation multiparamétrique".

Il en résulte une grande variété de conceptions et d'applications en cours de développement. La société Oscilla Power, basée à Seattle, lance un convertisseur d'électricité houlomotrice qui a été comparé à une "méduse mécanique". D'autres conceptions ancrent un grand volet au fond de la mer qui oscille d'avant en arrière lorsque les vagues roulent dessus et utilisent ce mouvement pour faire tourner une turbine. Le mouvement naturel des vagues pourrait également forcer l'air à passer par un tube suspendu dans la colonne d'eau, entraînant une turbine à air forcé.

Certains prototypes d'énergie des vagues sont liés à des utilisations spécifiques plutôt qu'à la production générale d'électricité. La société Resolute Marine Energy, basée à Boston, travaille avec le Cap-Vert, une nation insulaire africaine, pour développer un système de dessalement de l'eau alimenté par l'énergie des vagues. Dans une vidéo de leur prototype, un volet en fibre de verre au fond d'une baie peu profonde au large du Cap-Vert se balance comme une algue sous les vagues. Le mouvement pompe l'eau salée jusqu'à une installation d'osmose inverse située sur la plage, qui fonctionne grâce à l'énergie recueillie des vagues.

Bill Staby, co-fondateur et PDG de la société, affirme que c'est une situation parfaite pour l'énergie des vagues : Le Cap-Vert importe actuellement du carburant diesel coûteux pour alimenter le dessalement à forte intensité énergétique de la plus grande partie de son eau douce. L'énergie des vagues est renouvelable et, selon Staby, moins chère que les sources d'énergie concurrentes lorsqu'elle fait partie d'un tel système.

John Ferland, président et directeur de l'exploitation de la société Ocean Renewable Power Company, basée sur le continent, convient que cette technologie pourrait trouver un débouché dans les communautés isolées où le coût de l'électricité est élevé. Sa société travaille avec le village d'Igiugig, en Alaska, sur un système hydroélectrique fluvial sous-marin destiné à remplacer le coûteux diesel importé.

"Nous faisons baisser le prix de l'électricité tout en réduisant considérablement les émissions de gaz à effet de serre dans ces régions", explique M. Ferland. "L'argument global va être qu'il s'agit d'une source d'énergie propre, abondante et renouvelable, particulièrement compatible avec les zones qui ont des ports en activité. C'est une industrie très locale qui fournit des emplois locaux".

D'autres entreprises ont proposé d'utiliser des dispositifs à énergie houlomotrice pour alimenter les navires et les submersibles sans équipage afin qu'ils n'aient pas besoin de se ravitailler en carburant au milieu d'un voyage. Une autre application pourrait être l'aquaculture en eau libre ou la pisciculture au milieu de l'océan.

Les systèmes d'énergie des vagues et des marées pourraient également être combinés avec d'autres infrastructures côtières. Le Pays basque en Espagne et le Japon ont tous deux expérimenté des digues qui servent également de projets d'énergie renouvelable.

Les idées relatives à l'énergie marémotrice - qui consiste à exploiter la puissance des marées plutôt que celle des vagues - sont nettement plus ambitieuses. Plus de 100 milliards de tonnes d'eau entrent et sortent chaque jour de la baie de Fundy en Nouvelle-Écosse, soit plus que le débit de toutes les rivières d'eau douce du monde réunies. Cela en fait depuis longtemps un candidat de choix pour l'énergie marémotrice, mais tout endroit présentant des changements de marée spectaculaires pourrait potentiellement produire de l'énergie renouvelable.

L'année dernière, l'entreprise écossaise Atlantis Resources a lancé MeyGen - salué comme le premier projet d'énergie marémotrice à grande échelle au monde - dans le Pentland Firth, un détroit entre les îles Orcades et la côte nord de l'Écosse. À terme, elle espère produire près de 400 mégawatts d'électricité à partir de 269 turbines sous-marines, soit assez pour alimenter 175 000 foyers.

"Cette région est sauvage, très venteuse, très rapide... elle est connue pour ses courants rapides, donc c'est parfait", explique Genevra Harker-Klimes, qui étudie les énergies marines renouvelables au Pacific Northwest National Laboratory.

Des efforts sont également en cours aux États-Unis. En 2012, la société Ocean Renewable Power Company, basée à Portland, a d'abord testé son dispositif TidGen dans la baie de Fundy, puis a installé un autre système dans la baie de Cobscook, le long de la frontière du Maine avec le Canada. Des chercheurs de l'université du Rhode Island et de la Marine Renewable Energy Collaborative ont récemment commencé à tester une turbine marémotrice dans le canal de Cape Cod. La société Verdant Power travaille sur un projet pilote dans l'East River de New York, au large de l'île Roosevelt.

Le ministère américain de l'énergie est en train de développer sa propre installation d'essai marine en grandeur réelle, connectée au réseau, au large des côtes de Newport, dans l'Oregon, qui devrait être opérationnelle en 2021. Pour l'instant, cependant, l'industrie n'en est qu'à ses débuts.

"Un des problèmes est la difficulté de mettre à l'eau des dispositifs permettant de réduire ces incertitudes technologiques", déclare Harker-Klimes du Pacific Northwest National Laboratory, "et l'autre est d'obtenir le financement".

L'impact de l'énergie des marées et des vagues sur les écosystèmes marins est une autre question ouverte.

"C'est un aspect qui a été soigneusement étudié. Personne ne peut dire à ce stade ce que cela signifie pour un littoral si vous retirez 30 % de l'énergie des vagues", déclare Jochem Weber du National Renewable Energy Laboratory, "mais nous sommes loin du compte".

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À propos de l'auteur

Chris Bentley est un journaliste indépendant. Vous pouvez le suivre sur Twitter à l'adresse @Cemently et sur son site web, www.cabentley.com