Qu’est-ce que l’énergie marémotrice?

L’énergie marémotrice ou l’énergie marémotrice peut être définie comme l’énergie résultant de la lune et l’influence gravitationnelle du soleil sur l’océan. Les différences de hauteur entre les marées hautes et basses créent des courants de marée dans les zones côtières, et ces courants peuvent être assez forts pour faire tourner des turbines.

L’énergie marémotrice a été utilisée à d’autres fins depuis l’époque romaine, mais cet article se concentrera uniquement sur la production d’énergie marémotrice.

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Où l’énergie marémotrice est-elle utilisée?

Comme la production d’énergie marémotrice est relativement nouvelle, il n’y a pas beaucoup d’entreprises d’énergie marémotrice qui développent encore des investissements dans cette technologie. Cependant, il y a plusieurs centrales marémotrices en service et d’autres sont à venir.

Certains d’entre eux sont uniquement à des fins de recherche et expérimentales, mais le nombre de centrales commerciales à énergie marémotrice augmente. La centrale marémotrice de La Rance a été le premier grand projet d’énergie à marée à grande échelle et a déjà été ouverte en 1966. Il se trouve dans la rivière riche en eau dans le nord-ouest de la France, à Rance.

Il s’agit d’une centrale marémotrice d’une capacité installée totale de 240 MW générée à partir de 24 turbines. La production annuelle d’électricité est d’environs. 0,6 TWh (600 GWh), ce qui signifie que l’effet moyen de la journée tout au long de l’année est de 68 MW. La Rance est une forme de ce que nous appelons une centrale de barrage de marée.

Énergie de barrage de marée

Une centrale de barrage de marée se compose de trois parties principales: la première étant le barrage lui-même, retenant l’eau en arrière pendant la marée haute. La deuxième partie est la porte d’écluse qui a laissé l’eau à travers la troisième partie, la turbine et le générateur, résultant en la production d’électricité.

Les vannes sont laissées ouvertes pendant la marée haute et fermées pendant la marée basse pour créer un différentiel de niveau d’eau, créant une différence potentielle qui alimente la turbine lorsque l’eau est libérée.

Générateur de flux de marée

Les générateurs de courant de marée sont très semblables aux éoliennes, sauf celles qui se trouvent sous la surface de l’eau plutôt qu’au-dessus ou sur terre. La turbine et le générateur convertissent le mouvement de l’eau provenant du changement de marée, l’énergie cinétique, en électricité. L’eau est 830 fois plus dense que l’air et peut donc produire de l’électricité à des vitesses inférieures à celles des éoliennes.

Puissance de marée dynamique

L’énergie marémotrice dynamique en est encore à l’étape du développement. La théorie de cette technologie est que nous pouvons exploiter les flux de marée et leur interaction entre l’énergie potentielle et cinétique.

Avantages de l’énergie marémotrice

Il y a plusieurs avantages avec la production d’énergie marémotrice. Le plus grand avantage après le fait que l’énergie marémotrice est à la fois une source d’énergie renouvelable et une source d’énergie verte est l’incroyable potentiel qu’elle possède. La grande densité de l’eau, près de 1 000 fois supérieure à celle de l’air, entraine de très grandes quantités d’énergie pour sortir des courants de marée, même si la vitesse est faible.

Les courants de marée sont très prévisibles, et donc très favorables en ce qui concerne la planification de la production et de l’entretien.

Types

Il y a plusieurs façons d’exploiter l’énergie marémotrice. Les systèmes d’alimentation de barrage de marée tirent parti des différences entre les marées hautes et les marées basses en utilisant un « barrage », ou type de barrage, pour bloquer l’eau en recul pendant les périodes de reflux. À marée basse, l’eau derrière le barrage est libérée, et l’eau passe à travers une turbine qui produit de l’électricité.

Les systèmes d’alimentation des cours d’eau de marée tirent parti des courants océaniques pour conduire des turbines, en particulier dans les zones autour des îles ou des côtes où ces courants sont rapides. Ils peuvent être installés comme des clôtures de marée, où les turbines sont étirées sur un chenal, ou comme des turbines à marée, qui ressemblent à des éoliennes sous-marines (voir l’énergie éolienne). (Voir aussi la puissance des vagues.)

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Potentiel de production d’électricité

De nombreuses technologies d’énergie marémotrice ne sont pas disponibles à l’échelle industrielle, et donc l’énergie marémotrice contribue à une fraction négligeable de l’énergie mondiale aujourd’hui. Il existe cependant un grand potentiel d’utilisation, car une grande quantité d’énergie utilisable est contenue dans les courants d’eau.

L’énergie totale contenue dans les marées dans le monde est de 3 000 gigawatts (GW; milliards de watts), bien que les estimations de la quantité d’énergie disponible pour la production d’électricité par barrages marémoteurs se situent entre 120 et 400 GW, selon l’emplacement et le potentiel de conversion.

En comparaison, une nouvelle centrale à base de charbon typique produit environ 550 mégawatts (MW; millions de watts). Bien que la consommation mondiale totale d’électricité ait approché 21 000 térawattheures en 2016 (un térawatt [TW] – un billion de watts), les experts en énergie spéculent que des systèmes d’énergie marémotrice entièrement construits pourraient répondre à une grande partie de cette demande à l’avenir.

Les estimations de l’énergie des cours d’eau (en anglais) utilise les courants océaniques pour conduire les pales sous-marines d’une manière semblable à la production d’énergie éolienne dans les eaux peu profondes sont capables de générer quelque 3 800 térawattheures par année.

Au début du 21e siècle, certaines de ces technologies étaient devenues disponibles sur le marché. La plus grande centrale marémotrice au monde est la centrale marémotrice du lac Sihwa en Corée du Sud, qui produit 254 MW d’électricité.

Une centrale de barrages marémoteurs à La Rance en France fonctionne depuis les années 1960, avec une capacité de 240 MW ; sa production typique est de 0,5 térawattheure par an. De plus grands efforts de production d’électricité se pointent à l’horizon; par exemple, la première phase du projet MeyGen dans inner Sound en Écosse a généré 700 mégawattheures d’électricité en aout 2017.

Les préoccupations environnementales soulevées au sujet des centrales marémotrices sont en grande partie axées sur les systèmes de barrages marémoteurs, qui peuvent perturber les écosystèmes estuariens pendant leur construction et leur exploitation.

On s’attend à ce que les clôtures et les turbines de marée aient un impact minimal sur les écosystèmes océaniques. Les clôtures de marée sont toutefois susceptibles de blesser ou de tuer les poissons migrateurs, mais ces structures peuvent être conçues pour minimiser ces effets.

Comment fonctionne l’énergie marémotrice?

Pendant des siècles, l’humanité a exploité cette source d’énergie massive. Au cours des dernières années, nous avons appris à en produire de l’électricité. 450 TWh est le potentiel annuel estimé de l’énergie électrique qui peut être produite à partir de l’énergie marémotrice. En outre, il y a un potentiel important et pas encore estimé dans les débits fluviaux.