Comment fonctionne l'énergie marémotrice et pourquoi elle est importante

L'énergie tirée de l'attraction de la Lune

Chaque jour, immanquablement, l'océan monte et descend. Ces marées sont entraînées par l'attraction gravitationnelle de la lune et, dans une moindre mesure, du soleil – une force si précise que les scientifiques peuvent prédire les schémas de marée des siècles à l'avance. Cette prévisibilité est ce qui fait de l'énergie marémotrice l'une des sources d'énergie renouvelable les plus intéressantes, mais aussi les moins utilisées, de la planète.

Contrairement aux panneaux solaires qui s'éteignent la nuit ou aux éoliennes qui tournent au ralenti les jours de calme, les générateurs marémoteurs produisent de l'électricité selon un calendrier quasi-mécanique. La question est de savoir pourquoi, malgré cet avantage remarquable, l'énergie marémotrice contribue encore à moins d'un pour cent de l'approvisionnement mondial en électricité.

Les trois façons de capturer l'énergie marémotrice

Les ingénieurs ont développé trois approches principales pour convertir les marées océaniques en électricité utilisable, chacune ayant des avantages et des inconvénients distincts.

Générateurs houlomoteurs

L'approche moderne la plus courante, les générateurs houlomoteurs, fonctionnent un peu comme des éoliennes immergées. Placés sur le fond marin dans des chenaux où les courants de marée sont rapides, leurs pales tournent au passage de l'eau – d'abord à marée montante, puis à nouveau à marée descendante. L'eau étant environ 800 fois plus dense que l'air, une turbine relativement petite peut capturer d'énormes quantités d'énergie par rapport à son homologue éolienne, selon l'U.S. Energy Information Administration.

L'inconvénient est l'ingénierie : l'eau salée est corrosive, les courants sont puissants et l'entretien des équipements sur le fond marin est coûteux. Le projet MeyGen en Écosse, dans le Pentland Firth – le plus grand réseau houlomoteur opérationnel au monde – a démontré que la technologie fonctionne à grande échelle, mais son déploiement complet de 400 MW a progressé lentement en raison de difficultés de financement.

Barrages marémoteurs

Un barrage marémoteur est essentiellement un barrage construit à travers un estuaire ou une baie. Des vannes permettent à l'eau de remplir le bassin à marée haute, puis se referment. Lorsque le niveau de la mer à l'extérieur baisse, l'eau piégée est libérée à travers des turbines pour produire de l'électricité. La centrale de la Rance en France, ouverte en 1966 avec une capacité de 240 MW, reste l'exemple le plus célèbre – et fonctionne encore aujourd'hui, plus de 60 ans après sa construction, selon Earth.org.

Les barrages sont fiables et durables (les structures en béton peuvent durer plus d'un siècle), mais ils modifient les écosystèmes estuariens, affectant le flux de sédiments, la salinité et les habitats des poissons et des oiseaux. Ces préoccupations environnementales ont bloqué de nombreux projets de barrages proposés au Royaume-Uni et ailleurs.

Lagons marémoteurs

Concept plus récent, les lagons marémoteurs créent une zone artificielle fermée dans la mer plutôt que de barrer un estuaire existant. L'eau est pompée à l'intérieur et à l'extérieur à travers des turbines au gré des marées. Les partisans affirment que les lagons peuvent produire de l'électricité avec moins de perturbations écologiques que les barrages, bien qu'aucun lagon à l'échelle commerciale n'ait encore été construit.

Pourquoi l'énergie marémotrice n'est pas devenue courante

Le problème fondamental est économique. Le MIT Climate Portal note que l'énergie marémotrice commerciale coûte actuellement entre 130 et 280 dollars par mégawattheure – contre environ 20 dollars par MWh pour l'éolien terrestre. Les coûts de construction initiaux élevés, la maintenance sous-marine coûteuse et le nombre limité de sites avec des courants de marée suffisamment forts limitent tous l'industrie.

La géographie est extrêmement importante. Les sites à fort potentiel d'énergie marémotrice nécessitent un marnage (la différence entre la marée haute et la marée basse) d'au moins cinq mètres, ou des courants de marée exceptionnellement rapides. Les meilleurs emplacements au monde – la baie de Fundy au Canada, le Pentland Firth en Écosse, la côte bretonne en France et la région de Kimberley en Australie – sont peu nombreux et souvent éloignés des centres de population.

Le calcul environnemental

L'énergie marémotrice produit des émissions de gaz à effet de serre quasi nulles pendant son fonctionnement, et chaque kilowattheure génère environ 23 grammes d'équivalent CO₂ sur son cycle de vie – bien moins que tout combustible fossile. Mais les barrages peuvent perturber les écosystèmes côtiers, et même les turbines immergées présentent des risques pour les mammifères marins et les poissons en raison des frappes de pales et des émissions électromagnétiques, note le Pacific Northwest National Laboratory. Les conceptions modernes utilisent de plus en plus des pales à rotation plus lente et des rotors carénés pour réduire les impacts sur la faune.

Un rôle de niche dans la transition énergétique

Il est peu probable que l'énergie marémotrice alimente des nations entières – mais ce n'est pas nécessaire. Sa véritable valeur réside dans le fait de compléter les énergies renouvelables intermittentes comme l'éolien et le solaire. Les cycles de marée étant décalés par rapport aux pics de demande d'électricité, un réseau qui combine la production solaire, éolienne et marémotrice peut réduire sa dépendance au stockage par batterie ou aux turbines à gaz de pointe. Le projet Normandie Hydro en France, qui prévoit sept turbines de 2,5 MW au large des côtes bretonnes et qui devrait ouvrir en 2026, est le dernier pari que l'énergie marémotrice peut se tailler une niche fiable. À une époque où chaque gigawatt propre compte, le rythme mécanique de l'océan pourrait bien faire ses preuves.