Le principe de la marémotrice
L'énergie marémotrice est une énergie renouvelable et propre produite en captant l'énergie des marées. Elle exploite les mouvements de masses d'eau liés à l'attraction de la Lune et du Soleil.
Le captage de l'énergie marémotrice n'est pas une technique récente par rapport aux autres projets de production d'électricité à partir de l'eau. En effet au Moyen-Age de nombreux moulins à marée existaient dans toute la Bretagne. La première trace d'utilisation de cette énergie est le moulin à marée de la barre de l'Adour construit vers 1120 dans le sud-ouest de la France.
Moulin à marée
Description
Le phénomène de marée est dû aux interactions gravitationnelles entre la Terre et les autres astres (principalement la Lune et le Soleil). Il se traduit par des variations périodiques du niveau de la mer, associées à des courants.
L'énergie dite marémotrice constitue donc une récupération de l'énergie cinétique de rotation de la Terre. L'énergie correspondante peut être captée sous deux formes:
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énergie potentielle: en exploitant les variations du niveau de la mer (technique utilisée dans l'usine marémotrice de la Rance)
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énergie cinétique: en exploitant les courants de marée (captés par des turbines ou des hydroliennes).
Une usine marémotrice fonctionne de la façon suivante:
A marée montante, l'eau passe à travers une vanne principale puis, quand la marée commence à descendre, la vanne principale se ferme mais une autre vanne, où se trouve la turbine s'ouvre et l'eau en retournant vers la mer fait tourner la pale de la turbine, ceci produit de l'énergie électrique grâce à un alternateur.
Fonctionnement de la marémotrice (↑ et ↓)
Turbine
Exploitation
La majorité des usines marémotrices sont installées en embouchure de rivière mais les sites adaptés au captage de cette énergie marémotrice sont peu nombreux. Il faut, pour leur bon fonctionnement, un fort marnage (différence de hauteur d'eau entre une pleine mer et une basse mer). C'est notamment le cas en France dans la Baie du Mont Saint Michel (où se trouve l'usine de la Rance).
Au Canada dans la Baie de Fundy. Le marnage y dépasse 10 mètres, ce qui génère des courants de marées intenses (pouvant dépasser 10 km/h), il y a près de 190 sites, pour une puissance potentielle totale de plus de 42 000 MW/an, soit près des 2/3 de la demande canadienne d'électricité.
L'exploitation optimale de l'énergie potentielle nécessite des aménagements importants, qui modifient les équilibres écologiques dans des zones généralement fragiles; il est probable que cette voie ne sera plus guère exploitée dans l'avenir, et que l'usine de la Rance restera une expérience isolée.
Le captage de l'énergie cinétique des courants de marée est actuellement sous forme de recherche, pour être exploitables, les courants doivent dépasser 3 noeuds sur des durées assez longues.
Usine marémotrice
Exemple d'une usine marémotrice française, l'usine marémotrice de la Rance.
L'usine marémotrice de la Rance est une centrale électrique tirant son énergie de la force de la marée. Elle se trouve à l’estuaire de la Rance. C’est la première usine marémotrice au monde. Les travaux ont duré trois ans, à partir du 20 juillet 1963 et s’achèvent en 1966. En juillet 1967 est inauguré la route franchissant l’usine. Le raccordement EDF a lieu en décembre de la même année.
Le barrage se situe au sud de Dinard et de St Malo, à l’embouchure du fleuve côtier de la Rance et s’étend sur 750 mètres dont 332,5 mètres correspondent au barrage de l'usine.
Au total, l’usine a coûté 530 millions d'euros.
L’électricité est produite par 24 turbines.
Elle constitue en 2005 un peu moins de 5% de la production électrique de la Bretagne, le reste est importé des régions voisines, principalement d’origine nucléaire.
Vue satellite de l'usine marémotrice de la Rance
Usine marémotrice de la Rance
Avantages et inconvénients
Les usines marémotrices ont, comme toutes les sources d'énergie, des avantages et des inconvénients. D'abord, cette énergie est renouvelable et variable, mais prévisible des années à l’avance. Les barrages estuaires peuvent constituer une protection contre les raz-de-marée et servir à des activités humaines (sport, loisirs dans bassin). Les coûts d'exploitation sont faibles et la longévité des usines est longues.
Mais, il y a risque de dépôt dans le bassin ainsi qu'un envasement à long terme dû au barrage qui nécessite un nettoyage régulier souvent coûteux, un impacts sur la migration des poissons ainsi qu'une modification de la faune au niveau de l'estuaire peut aussi être provoqué. De plus l'investissement est très important.
Production annuelle
Le potentiel de l’énergie des marées dans le monde est difficile à calculer. Il pourrait se situer entre 500 et 1000 Twh/an. En 2002, la production mondiale d'hydro-électricité était de 2700 TWh.
En France, la production annuelle moyenne de la centrale de la Rance est de 0,5 TWh, moins de 1% du total de l’énergie électrique d’origine hydraulique.
Coûts d'entretien
Les coûts d'exploitation se résument à la maintenance de l'ouvrage et de l'usine. L’énergie produite coûte 0,12 €/kWh (dans le cas de l'usine marémotrice de la Rance) ce qui est inférieur au coût des autres sources d’énergies renouvelables comme l’éolien ou le solaire. Le coût de construction de l'usine de la Rance s’élève à environ 530 millions d'euros. Mais la construction du barrage à engendré un développement touristique (plus de 400 000 visiteurs par an) et une création d'environ 60 d'emplois.
Maintenance
La maintenance principale est l'entretien des turbines (vérification et graissage). Il est notamment nécessaire de protéger les différents éléments immergés contre la corrosion due au sel de mer. Des dispositifs anti-corrosifs peuvent être appliqués comme des peintures par exemple. Il est de plus nécessaire d'enlever une partie de la vase accumulée dans le barrage de manière à ne pas perdre trop de capacité de stockage. La maintenance a un coût très élevé et l'amortissement de la centrale se fait sur 30 à 40 ans.
Réglementation
Les impacts écologiques ne sont pas négligeables lors d'une telle construction, il est donc nécessaire de mener différentes enquêtes préalables à la construction pour minimiser l'impact. Une enquête de faisabilité doit être réalisée en fonction du lieu d'implantation ainsi que de la faune et de la flore présente.
L'énergie marémotrice du futur
Il est probable que les futures usines marémotrices fonctionneront plutôt comme des «hydroliennes», c’est-à-dire des hélices placées dans le courant, car l’impact environnemental d’une usine avec un barrage comme celle de la Rance est très fort et les coûts de maintenance sont très élevés.
Marémotrice du futur