Énergies marines renouvelables

Publié le Mardi 21 février 2017
Les énergies marines renouvelables comprennent l’ensemble des technologies permettant de produire de l’électricité à partir de différentes forces ou ressources du milieu marin : la houle, les courants, les marées, le gradient de température entre les eaux de surface chaudes et les eaux froides en profondeur.

Chacune de ces filières a un degré de maturité et des perspectives de développement spécifiques à plus ou moins long terme. Les technologies renouvelables en mer sont pour la plupart au stade de la recherche et de l’expérimentation. Aujourd’hui, à l’exception notable de l’usine marémotrice de la Rance, il n’y a pas encore de parc de production en France, mais de nombreux projets de démonstration sont en cours de déploiement.

Présentation des différentes énergies marines renouvelables

L’énergie hydrolienne

L'énergie hydrolienne est produite par l’énergie des courants de marée qui sont concentrés dans certains endroits près des côtes. On peut comparer une installation hydrolienne à une éolienne sous-marine. Plus le courant est fort, plus l’énergie produite sera importante. La côte Nord-Ouest de la France, où les courants sont particulièrement puissants, est propice au développement de cette énergie.

Focus sur quelques projets phares :

  • En Bretagne : la turbine de l’hydrolienne Sabella D10 a été immergée par 55 mètres de fond durant un an dans le Fromveur, entre les îles de Molène et de Ouessant. Cette turbine est la première hydrolienne française à avoir injecté de l’électricité dans un réseau, celui de l'Ile d’Ouessant.
    Prochaine étape : elle sera replongée à l’automne pour 3 ans.
     
  • En Bretagne : depuis 2012, un démonstrateur a été lancé par EDF à Paimpol-Bréhat et a franchi une étape importante avec l’immersion d’un premier prototype d’une puissance de 0.5 MW, conçu par la société Open-Hydro (filiale de DCNS).
    Prochaine étape : cette hydrolienne est immergée pour être testée en conditions réelles et confirmer la viabilité de cette technologie, tant au niveau technique, qu’économique et environnementale, avant le déploiement de l’ensemble du parc qui comprendra au final 4 hydroliennes d’une puissance totale de 2 MW.

L’énergie marémotrice

Elle consiste à profiter du flux et du reflux de la marée pour alternativement remplir ou vider un bassin de retenue en actionnant des turbines incorporées dans le barrage, qui entraînent un générateur d’électricité. Le potentiel de cette énergie est très distribué mais l’évaluation du gisement disponible reste à faire.

Focus sur un projet phare

  • La France est aujourd’hui un des pays pionniers dans cette technologie avec l’usine marémotrice de la Rance.

L’énergie houlomotrice

Produite par le mouvement des vagues, la houle, l’énergie houlomotrice est une forme concentrée de l’énergie du vent. Quand le vent souffle sur la mer, des vagues se forment et concentrent cette énergie. La houle peut voyager sur de très longues distances et apporter sur une côte de l’énergie collectée au large. Plusieurs démonstrateurs sont actuellement en cours de test dans le monde, cette technologie étant aujourd’hui à un stade très amont de développement.

Focus sur un projet phare

L’énergie houlomotrice est notamment développée dans le cadre du projet S3, soutenu par le Programme des investissements d'avenir, au sein de l’École centrale de Nantes avec SBM et l’IFPEN, visant à réaliser et tester en conditions réelles un démonstrateur houlomoteur à base de polymères électro-actifs.

L’énergie thermique des mers

L’énergie thermique des mers est une technique particulièrement adaptée dans les départements d’Outre-mer où les gradients de températures entre les eaux de surface chaudes et les eaux froides en profondeur sont plus importants qu’en métropole.

Focus sur un projet phare

  • En Martinique : le principal projet en cours de développement est le projet NEMO. Concept de l’entreprise DCNS porté par Akuo Energy, NEMO est un projet de plateforme flottante de production d’électricité, d’une puissance de 16 MW. Ce projet a été retenu par la Commission européenne en juillet 2014 dans le cadre de l’appel à projets européen New Entrant Reserve 300 (NER 300) Les permis et autorisations ont été obtenus fin 2016. Le projet avait fait l'objet d'une enquête publique du 30 octobre au 15 décembre 2015 avec un  avis favorable assorti de préconisations. NEMO est inscrit au projet de Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE) de Martinique validé par la Collectivité territoriale le 10 février 2017.

 

Sea Water Air Conditionning (SWAC)

Il s’agit d’un système de climatisation où le froid est produit grâce à un réseau alimenté par de l’eau puisée en grande profondeur. Cette technologie est particulièrement intéressante dans la zone inter-tropicale et en particulier dans les territoires d’outre-mer où le développement de la climatisation est un enjeu pour les systèmes énergétiques.

Potentiel Européen pour l’Energie hydrolienne (Source : Aqua-RET)

Potentiel européen pour l’énergie marémotrice (Source : Aqua-RET)

Potentiel européen pour l’énergie houlomotrice (Source : Aqua-RET)

Potentiel de développement des énergies marines renouvelables

Potentiel en France

La France dispose d’un fort potentiel de développement pour ces technologies, compte tenu des atouts naturels de son territoire (11 millions de km² d’eaux sous sa juridiction). La ressource connue, estimée entre 2000 et 3000 MW, est concentrée majoritairement au large des côtes de Normandie, de Bretagne et des Pays de la Loire, et des opportunités sont aussi à saisir dans les territoires d’outre-mer, et dans les régions Aquitaine, Languedoc-Roussillon et Provence Alpes Côte d'Azur. 

Potentiel mondial

Le potentiel total théorique des énergies marines dans le monde a été estimé par l’Agence Internationale de l’Energie entre 20 000 et 90 000 TWh/an (comme référence, la consommation mondiale d’électricité est de l’ordre de 16 000 TWh/an). La contribution de chaque technologie au potentiel total serait environ la suivante :

  • Hydroliennes et marémotrices : entre 300 et 800 TWh/an
  • Houlomotrices : entre 8 000 et 80 000 TWh/an 
  • Énergie thermique des mers : près de 10 000 TWh/an
  • Énergie osmotique : 2 000 TWh/an.

La Grande Bretagne, et plus particulièrement l’Écosse, est le pays le plus avancé dans le domaine des énergies marines, affichant à la fois une volonté de construire une chaîne d’approvisionnement locale et d’atteindre ses objectifs ambitieux de développement des énergies renouvelables. Avec plus de 1 GW de concessions déjà accordées et un potentiel estimé à plus de 10 GW toutes technologies confondues, la Grande Bretagne devrait tenir le premier rang de capacité d’énergie marine dans la décennie à venir. 

La stratégie concernant le développement des énergies marines renouvelables

La stratégie française de développement des énergies marines renouvelables va du soutien de la recherche au soutien du déploiement commercial des technologies.

Les objectifs fixés par la programmation pluriannuelle de l’énergie concernant les énergies marines renouvelables :

 

Puissance installée

Projets attribués

 

31 décembre 2023

100 MW

Entre 200 et 2 000 MW de plus, en fonction du retour d’expérience des fermes pilotes et sous condition de prix

 

 

Le soutien à la recherche et l’innovation

Chacune de ces filières a un degré de maturité et des perspectives de développement spécifiques à plus ou moins long terme. Les technologies renouvelables en mer sont pour la plupart au stade de la recherche et de l’expérimentation. Aujourd’hui, à l’exception notable de l’usine marémotrice de la Rance, il n’y a pas encore de parc de production en France, mais de nombreux projets de démonstration sont en cours de déploiement.

Le soutien de l’État pour accompagner ces filières vers la maturité passe avant tout par du financement de projet de recherche, de démonstration de briques technologiques, ou de fermes pré-commerciales.

Depuis 2009, plusieurs appels à projets ont été lancés sur les énergies renouvelables en mer par l’ADEME dans le cadre du programme des investissements d’avenir (PIA). Ces appels à projets visent à lever les verrous technologiques et non technologiques.

  • Un grand nombre de projets collaboratifs sont soutenus par l'Ademe, notamment des projets de démonstration de technologies pour l'hydrolien marin et l'houlomoteur.
  • Le soutien à la recherche sur les énergies marines renouvelables s'est également traduit par 2 éditions successives de l'appel à projets de l'Agence nationale de la recherche (ANR), en partenariat avec France énergies marines (FEM), dans le cadre de l'action Instituts de la transition énergétique du PIA. En deux ans, 19 projets ont été financés avec 7 M€ d'aides. Un troisième appel à projets est lancé en 2017 pour 3 M€ d’aides supplémentaires.

Les enjeux

Pour la transition énergétique

  • Réduire les coûts de ces technologies pour les accompagner vers la maturité.
  • Augmenter la capacité installée en France pour contribuer à la transition énergétique.

Pour l’environnement et pour les activités en mer

  • Maîtriser l’impact environnemental et prendre en compte les différents usages de la mer.

Pour l’industrie

  • Développer la formation et l’internationalisation des compétences.
  • Créer des emplois pérennes et développer des filières industrielles pour le marché national et à l’export.

Appel à manifestation d’intérêt pour les fermes pilotes hydroliennes 

Plusieurs prototypes sont actuellement en cours de développement et de test en France métropolitaine et les premières fermes pilotes pourraient être mises en service dans les prochaines années. La France, qui dispose des courants parmi les plus forts du monde, dispose d’un potentiel maximum évalué entre 2 et 3 gigawatts, essentiellement au large du Cotentin. Un appel à manifestation d’intérêt a été lancé par l’ADEME en octobre 2013 pour le développement de fermes pilotes hydroliennes.

Le projet Normandie Hydro, implanté dans le Raz Blanchard, au large du Cotentin, a été désigné lauréat en décembre 2014. Les enquêtes publiques pour les demandes d’autorisations administratives environnementales et d’occupation du domaine public maritime ont eu lieu à l’été 2016 pour permettre l’utilisation de l’énergie tirée, au large du Cap de la Hague en Normandie, du Raz Blanchard, l’un des courants de marée les plus puissants d’Europe.

Prochaine étape : la phase de construction est prévue en 2018.

Le soutien au développement commercial de la filière hydrolienne

Lancement d’un appel d’offres commercial concernant l’hydrolien:

Un mandat a été donné aux préfets coordinateurs de façade maritime pour identifier, en concertation avec les partenaires locaux, les futures zones des appels d’offres.

Les consultations ont été réalisées sur la base des données technico-économiques existantes.

Les différentes parties prenantes, les élus, le public, les associations environnementales comme les industriels ont été associées à ces consultations afin de construire un véritable projet de territoire.

Le Ministère de l'environnement a lancé en mars 2017 un appel d’offres pour des fermes commerciales hydroliennes et mandate dans ce cadre les Préfets de Normandie et de Bretagne, et les Préfets maritimes afin d’identifier, au sein des macro-zones proposées à l’issue de la consultation, le périmètre précis de zones permettant d’accueillir des projets de 50 à 100 MW. Suite à cette concertation approfondie avec le public et l’ensemble des parties prenantes, la procédure de dialogue concurrentiel sera lancée courant 2017.

Carte : Panorama des projets les plus avancés

Les énergies renouvelables en mer en France : panorama des projets les plus avancés

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