Énergie

ainsi l’énergie éolienne. La houle peut voyager sur de très longues distances et apporter sur une côte de l’énergie qui a été collectée fort loin. - Énergie des courants de marée : Les marées provoquent de puissants courants qui sont concentrés en certains endroits près des côtes. - Énergie thermique des mers : Dans l’océan de la zone intertropicale, la différence de température entre l’eau de surface et l’eau profonde dépasse 20°C. L’utilisation d’une machine thermodynamique permet de convertir une partie de la chaleur de l’eau chaude en énergie électrique.

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Énergie osmotique : Une membrane semiperméable mise en contact avec de l’eau douce sur une face et de l’eau de mer sur l’autre face est soumise à une pression osmotique. Ce phénomène peut être mis à profit pour récupérer de l’énergie. Énergie marémotrice : le flux et le reflux de la marée est utilisé pour alternativement remplir ou vider un bassin de retenue en actionnant des turbines incorporées dans le barrage créant cette retenue.

L’exploitation de toutes ces énergies est possible et a déjà commencé en divers endroits dans le Monde, à des stades divers de développement. On va examiner ci-dessous la situation pour chacune de ces formes d’énergie et l’évolution envisagée pour le futur. Dans ce texte, on ne s’intéresse qu’aux énergies renouvelables pouvant être utilisées pour la production d’énergie exportable à terre, sous forme d’électricité, ultérieurement d’hydrogène. Leur exploitation n’implique pas d’apports anthropiques dans la biosphère, contrairement à la combustion d’un fuel fossile ou nucléaire, mais seulement des perturbations de flux naturels d’énergie et de matière. Pour donner des ordres de grandeur réalistes à la ressource exploitable, il conviendrait pour chacune d’elles de faire l’inventaire de ces flux et de la fraction qu’il peut être convenu de perturber sans conséquences graves pour l’environnement. L’ordre de grandeur de l’énergie naturellement dissipée annuellement par les marées est évaluée à 22.000 TWh soit l’équivalent de la combustion de moins de 2 Gtep (gigatonnes équivalent pétrole). Rappelons que la consommation d’énergie de l’humanité est d’environ 10 Gtep. Le nombre de sites propices à la construction d’usines marémotrices est limité: Les sites étudiés au Canada, au Royaume Uni, en Australie, en Russie etc., représentent un potentiel de production annuelle de 100 TWh. C’est seulement 200 fois la production de l’usine de la Rance (0,5TWh) mais c’est déjà 0,5 % de l’énergie dissipée naturellement par le phénomène! Ces limites conduisent à penser que cette énergie ne pourrait contribuer que de façon très limitée aux besoins futurs d’énergie primaire. Toutes les autres énergies marines ont pour origine l’énergie irradiée par le Soleil. Le flux solaire moyen absorbé annuellement par l’océan est l’équivalent en chaleur de la combustion de 30.000 Gtep. Un dixième de cet apport (soit 3000 Gtep) contribue, avec celui de l’atmosphère, au transfert de chaleur des tropiques vers les régions polaires, essentiel à l’équilibre climatique actuel. Le Gulf Stream y contribue à lui seul pour près du tiers (soit 1000 Gtep). Ainsi, l’exploitation de 1% du flux naturel de chaleur véhiculé par le Gulf Stream suffirait pour couvrir nos besoins actuels en énergie (10 Gtep)! Mais qui peut prétendre qu’à ce niveau cette exploitation serait sans effets graves sur notre environnement? Le vent dissipe à la surface des mers une énergie estimée à 40 Gtep. Là encore, on pressent qu’il existe une limite d’exploitation à ne pas dépasser pour ne pas influer sur la circulation atmosphérique et le climat. Les conséquences de l’exploitation intensive des énergies marines sous toutes leurs formes sont encore inconnues et un effort de recherche proportionné à leur développement sera nécessaire pour en cerner les limites « durables».

Toutefois, les valeurs citées plus haut montrent bien l’ampleur des ressources théoriques, et bien que les limites de l’utilisation intensive restent à déterminer, il apparaît que l’utilisation, même très partielle, de ces énergies est extrêmement attractive. L’exploitation raisonnée des océans, qui doit être mise en œuvre en tenant compte de tous les acteurs nécessitant un accès à une ressource marine ou à une autre, permettra probablement d’obtenir un apport substantiel dans la constitution du cocktail énergétique du futur

2. La France maritime

La surface exacte des zones sous juridiction française dépasse largement les 10 000 000 de km2. Le cadre juridique en mer est défini, pour l’essentiel, par la Convention des Nations Unies sur le Droit de la Mer, signée à Montego Bay en 1982, et que la France a ratifiée en 1995. Cette convention définit un certain nombre de zones maritimes, sous la souveraineté ou sous la juridiction des États côtiers, dont la mer territoriale (souveraineté jusqu’à 12 milles des lignes de base ; en deçà de ces lignes, les eaux intérieures sont soumises au seul droit national) et la zone économique exclusive (ZEE, juridiction jusqu’à 200 milles des lignes de base). Dans toutes ces zones (c’est à dire en règle générale jusqu’à 200 milles au moins de ses côtes), l’État côtier dispose de droits souverains en ce qui concerne les « activités tendant à l'exploration et à l'exploitation de la zone à des fins économiques, telles que la production d'énergie à partir de l'eau, des courants et des vents » (art. 56 de la Convention). Il dispose aussi du droit de réglementer « la mise en place et l'utilisation d'îles artificielles, d'installations et d'ouvrages ». Il est donc impossible d’exploiter sans son autorisation les ressources énergétiques de la mer, quelles qu’elles soient (courants, vent, différence de température, houle, etc.) dans les zones maritimes sous la juridiction d’un État côtier. Ceci est théoriquement possible en haute mer (au-delà des ZEE nationales), mais sans doute techniquement difficile compte tenu de l’éloignement (plus de 350 km des côtes). Les zones maritimes sous juridiction française se trouvent pour l’essentiel outre-mer, la ZEE de métropole et de Corse ne dépassant pas 500 000 km_.En Méditerranée, la France n’a pas défini de ZEE, et ses droits en matière d’exploitation de l’énergie ne s’étendent pas au-delà de la mer territoriale (soit 21 km environ de la côte). Rappelons également que la France métropolitaine compte 5500 km de façade maritime. Dans la quête de nouvelles sources d’énergie, il est donc judicieux qu’un pays comme la France entreprenne d’examiner le potentiel que peuvent apporter les diverses formes d’énergie marines. Ceci doit bien entendu être réalisé dans le cadre d’une gestion rationnelle et concertée de l’espace maritime, car la mer est le théâtre de très nombreuses activités.

3. Éolien offshore

3.1. Généralités et ressource

L’énergie éolienne n’est pas à proprement parler une énergie marine, mais son exploitation en mer présente des caractéristiques particulières : - Le vent est plus fort et plus constant en mer qu’à terre, si bien que la productivité des éoliennes est meilleure. - La mer offre de grands espaces libres d’obstacles, où l’implantation des machines est possible en concertation avec les autres usagers de la mer. La figure 1 montre l’évaluation de la ressource éolienne pour la Californie et le nord-est des États-Unis (1). On constate que les sites favorables à terre sont peu nombreux, souvent en montagne, alors que la majeure partie de l’espace maritime proche du littoral présente un potentiel important.

Figure 1 : Comparaison de la ressource onshore et offshore aux États-Unis (La ressource est exprimée en puissance moyenne par unité de surface balayée par le rotor perpendiculaire au vent)

3.2.

Particularités de l’éolien offshore

L’implantation d’éoliennes en mer est plus difficile qu’à terre. Le fait que l’éolienne soit entourée d’eau amène en effet les contraintes suivantes : - L’éolienne est soumise mécaniquement non seulement aux efforts du vent sur les pales et la structure, mais aussi aux efforts créés par la masse d’eau alentour. Ainsi le dimensionnement pour la tenue au chargement extrême et à la fatigue sera différent pour l’éolienne offshore (traînée du courant, impacts de vagues, parfois déferlantes, en plus des efforts du vent et des tempêtes) que pour l’éolienne à terre (vent fort et bourrasques). - L’éolienne doit être fermement ancrée sur le fond marin. Pour reprendre les efforts, la fondation doit résister à un couple de renversement aggravé par le bras de levier

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accru de la profondeur d’eau. Des structures flottantes sont également envisagées à plus long terme, elles réduisent la contrainte sur la profondeur des fonds. L’installation des éoliennes en mer ne peut être réalisée que par des moyens d’intervention suffisamment puissants pour offrir une assise stable à la grue chargée du montage des différents éléments. Le raccordement électrique nécessite l’installation