L’énergie des mers : l’or bleu du XXIème siècle

Si les vagues de la façade atlantique de la France pouvaient être entièrement converties en électricité, elles fourniraient 420 térawattheures par an, soit 90 % de notre consommation électrique annuelle

Actuellement, avec l’envolée irréversible du prix des énergies fossiles, une quarantaine d’organismes et laboratoires de recherche dans le monde travaillent au développement de technologies permettant de récupérer l’énergie des vagues.

Une quinzaine d’entre eux auront dès cette année des prototypes ou des machines définitives en fonctionnement dans des zones d’essai éparpillées de Portland, en Oregon, sur la côte ouest des Etats-Unis, à la Namibie, en passant par les îles Orcades, en Ecosse, les Cornouailles, en Angleterre, ou Porto, au Portugal. L’idée d’exploiter l’énergie des mers n’est pas nouvelle : l’usine marémotrice de la Rance, près de Saint-Malo, en Bretagne, par exemple, fut inaugurée dès 1966 par le général de Gaulle.

Aujourd’hui, les contraintes environnementales ne permettraient plus de construire une telle installation et les chercheurs s’orientent donc vers de petites unités de production pouvant être installées à quelques kilomètres des côtes. De nombreuses options technologiques sont à l’étude mais les machines houlomotrices (transformant la houle en électricité) semblent les plus prometteuses.

Jason Bak, président de Finavera Renewables, à Vancouver, au Canada, souligne le faible impact de ces systèmes sur l’environnement et précise que les bouées devraient produire de l’électricité au large de la Californie à partir de 2012. « En termes de ressources disponibles, les vagues représentent le plus gros potentiel de production », explique Hakim Mouslim, ingénieur de recherche au Laboratoire de mécanique des fluides, rattaché à l’Ecole centrale de Nantes et au CNRS ; il appartient à l’équipe qui élabore le Searev (système électrique autonome de récupération des vagues).

Il s’agit d’un système dit « flottant », l’un des quatre types de machines existants. Un cylindre semi-immergé de 1.000 tonnes contient un énorme pendule dont les oscillations alimenteront, via des moteurs hydrauliques, des générateurs. Il sera testé en 2009 ou 2010, sans doute au large du banc de Guérande, en face du Croisic.

Depuis le début des années 2000, les hausses successives du coût des énergies fossiles et les inquiétudes pour l’environnement ont donné un coup d’accélérateur aux travaux sur la houle.
Surtout, les nouvelles technologies - informatiques ou autres - ont permis de mettre au point des machines beaucoup plus performantes et résistantes. « Grâce aux logiciels de simulation, l’université de Munich, en Allemagne, a pu mettre au point pour nous des turbines beaucoup plus efficaces, capables de travailler avec moins de 5 mètres d’eau dans le réservoir », s’enthousiasme Hans Christian Soerensen, président de Wave Dragon, une société danoise dont le premier prototype à l’échelle 1 de machine à déferlement devrait être mis à l’eau l’année prochaine dans le comté de Pembroke, au sud-ouest du pays de Galles, sur les rives de la mer d’Irlande.

« Pour notre part, nous nous inspirons des dernières techniques mises au point par l’industrie pétrolière, les chantiers navals et la pêche », détaille Ted K. A. Brekken, professeur en systèmes d’énergie à l’université de l’Oregon, aux Etats-Unis, qui a testé à l’automne dernier une bouée avec un générateur linéaire. « Tous les éléments de notre bouée en contact avec la mer sont en fibres de verre. Et la connectivité provient de l’exploitation offshore. » Malgré toutes ces avancées, la production d’électricité en grande quantité à partir des vagues n’est pas pour demain. « Nous avons plus de vingt ans de retard sur l’énergie éolienne », avoue Ted K. A. Brekken.

Aujourd’hui, le prix de revient de l’électricité produite par une turbine éolienne de 1 mégawatt peut tomber à 4,1 centimes d’euro le kilowattheure. L’énergie houlomotrice en est très loin... Par exemple, l’objectif du Searev est d’arriver à un coût de production inférieur à 15 centimes d’euro le kilowattheure, tarif auquel EDF rachètera vraisemblablement l’électricité produite en mer.
Pour devenir rentable, la filière vagues devra faire le ménage. Trop de concepts se partagent en effet les financements publics, alors que l’industrie éolienne a depuis longtemps concentré son choix sur les turbines à trois pâles. Autre souci : le raccordement électrique aux installations à terre. « Nous devons utiliser des câbles enfouis à plus de 1,20 mètre, explique Hakim Mouslim. Soit plus de 200.000 euros le kilomètre de câble ensouillé ! »

Actuellement, l’exploitation de l’énergie cinétique des mers utilise deux grands types de technologie : des turbines immergées, ou "hydroliennes", qui utilisent l’énergie des courants marins et des convertisseurs d’énergie, qui sont des machines flottantes utilisant l’énergie de la houle.

la France dispose ainsi, au large des côtes bretonnes et normandes, d’un potentiel important grâce aux courants marins. Par ailleurs, à dimension égale, une hydrolienne produit plus d’énergie qu’une éolienne puisque la densité de l’eau est 800 fois plus élevée que celle du vent.
La société Hydrohelix Energies, leader français de la construction d’hydroliennes, assure qu’il est possible de produire, à l’aide de parcs hydroliens au large de la Bretagne et du Cotentin, 25.000 gigawattheures par an (GWh), soit 5 % de la production électrique française.

Les coûts de production sont estimés par la société à environ 3,5 centimes d’euro le watt installé, avec un retour sur investissement au bout de sept ans compte tenu d’un coût d’installation de 1 à 1,3 euros le watt.

L’autre voie, plus avancée, est celle du convertisseur d’énergie des vagues, de type Searev. Cette voie est dominée par des machines baptisées "Pelamis", développées par la société écossaise Ocean Power Delivery.

Un convertisseur Pelamis génère 750 kW, ce qui représente la consommation de 500 foyers et un parc machine d’une surface de 1 km2 devrait délivrer assez d’énergie pour 20.000 foyers.
Le Portugal vient de commencer la première exploitation commerciale de ces “turbines à vagues” au large des côtes d’Agucadoura, dans le Nord du pays. Le projet portugais fournira à ses débuts 2,25 mégawatts (MW) d’énergie propre, de quoi fournir l’équivalent énergétique de 1 500 foyers. A terme, le projet sera capable de générer l’énergie de 15 000 maisons, économisant ainsi l’émission de 60 000 tonnes de CO2 par an. en théorie, 125 km2 de surface maritime recouverts de machines Pelamis pourraient produire assez d’énergie pour alimenter 2,5 millions de foyers, 10 % des foyers français.

Il reste que l’utilisation industrielle de l’énergie des mers doit surmonter encore de nombreux défis, parmi lesquels la longévité des équipements dans un milieu hostile, la maîtrise des coûts d’entretien et, bien entendu, l’impact réel sur la navigation. Mais la France, riche de ses trois grandes façades maritimes, se doit d’être à la pointe de la recherche dans ce domaine d’avenir qui commence à sortir des laboratoires et pourrait bien, à l’horizon 2030, prendre une place significative dans notre bouquet énergétique.

René Trégouët
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

La plus grande centrale solaire du monde va être construite en Arizona

Le groupe espagnol de BTP Abengoa va construire en Arizona la plus grande centrale solaire du monde

Elle entrera en service en 2011 et pourra alimenter l’équivalent de 70.000 foyers en électricité, selon un communiqué. Le contrat a été conclu entre Abengoa Solar, filiale du groupe espagnol, et l’entreprise publique de l’Etat d’Arizona, Arizona Public Service (APS). Il prévoit la livraison d’électricité durant trente ans, ce qui devrait générer un chiffre d’affaires total de 4 milliards de dollars pour Abengoa.

La capacité de la centrale sera de 280 mégawatts (MW), produits grâce au procédé de concentration des rayons solaires sur une chaudière. La centrale sera située à une centaine de kilomètres au sud-ouest de Phoenix, la capitale de cet état désertique et très ensoleillé. Cette centrale va permettre la création de 1500 emplois et s’inscrit dans le cadre de la politique énergétique de l’Arizona qui vise à produire 15 % de son énergie de manière propre d’ici 2025.

Source : http://www.aps.com/general_info/newsrelease/newsreleases/NewsRelease_440.html

Le marché du solaire photovoltaïque en progression de +200 % en 2007

Le marché du solaire photovoltaïque en France a représenté en 2007 une puissance de 45 mégawatts (MW), dont 40 % dans les DOM, en progression de 200 % par rapport à 2006.

Quant au solaire thermique, qui sert à chauffer l’eau et/ou l’habitation, il a représenté en 2007 323.000 mètres carrés de capteurs installés, soit une puissance de 226 MW, en hausse de 15 % par rapport à 2006, ajoute l’association Enerplan dans un communiqué.

Pour établir le bilan du solaire photovoltaïque, qui sert à fabriquer de l’électricité, Enerplan cite une évaluation de l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) qui estimait le marché supérieur à 14,4 MW installés en 2006, dont 8,4 MW pour les Dom-Tom et la Corse. Compte tenu des demandes de raccordement évaluées à 50 MW, "avec un taux de 10 % de projets qui n’aboutiront pas, le marché photovoltaïque français serait de 45 MW", dont 40 % dans les Dom, en 2007, estime Enerplan.

Source : http://www.enerplan.asso.fr/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=27&Itemid=203

Energie éolienne : économique et écologique !

Une récente étude réalisée par la Fédération de l’environnement durable, rassemblant des associations opposées aux éoliennes, a comparé l’évolution des émissions de CO2 (gaz carbonique), le principal gaz à effet de serre, des pays qui ont le plus développé en Europe les éoliennes. Logiquement, puisque les éoliennes n’émettent pas de CO2, ces pays devraient présenter un bilan particulièrement favorable.

Mais les chiffres de l’office statistique européen Eurostat montrent que l’Allemagne, malgré un parc éolien de plus de 18 000 MW, a vu les émissions de CO2 par habitant provenant du secteur de l’énergie non pas décroître mais augmenter de 1,2 %, entre 2000 et 2005. L’Espagne, avec plus de 10 000 MW, a connu une augmentation de 10,4 % sur la même période. Seul le Danemark, champion mondial des éoliennes compte tenu de sa faible population, connaît une baisse de 11 %. Alors, faut-il déduire de cette étude, comme le voudraient leurs auteurs, que l’éolien est inutile et sans intérêt en matière d’environnement ? Certainement pas car cette étude, au demeurant salutaire, ne fait que montrer que la réalité énergétique est complexe et que l’éolien à lui seul ne résoudra évidemment pas le défi du réchauffement climatique.

Tout d’abord, ne pas séparer l’énergie éolienne de son contexte local spécifique de production. L’Espagne a connu un développement économique très important, qui a fait exploser la consommation d’électricité. L’Allemagne a intégré sa partie orientale, dont la consommation électrique a fortement augmenté pour rejoindre le niveau de la partie occidentale. Et ce que ne disent pas les opposants à l’éolien est que, sans éoliennes, les émissions de CO2 de l’Allemagne seraient encore bien plus élevées.

Mais au-delà de la prise en compte des contextes locaux, cette étude a le mérite de rappeler que le développement des énergies renouvelables doit s’inscrire dans le cadre d’une politique globale et cohérente de réduction de la demande et de la consommation d’énergie, comme le soulignent Raphaël Claustre, directeur du Centre de liaison des énergies renouvelables et Jean-Louis Bal, chargé des énergies renouvelables à l’Ademe.

En 2007, la puissance totale du parc éolien français a atteint près de 2 500 MW, ce qui place la France au 3ème rang européen en termes de puissance éolienne annuelle installée, derrière l’Allemagne et l’Espagne. Et contrairement à ce qu’affirment ses opposants, l’énergie éolienne permettra d’éviter l’émission de 1,65 MT de CO2 en 2008.

L’Union européenne et la France ont fixé des objectifs ambitieux de développement des énergies renouvelables. Ce développement, associé à une politique ambitieuse d’économies d’énergie, s’inscrit dans l’objectif de diversification des approvisionnements énergétiques de la France.

L’objectif européen fixé par le paquet "Climat-Energie" du 23 janvier est de réduire la part des énergies carbonées et d’augmenter la part des renouvelables de 37 Mtep (Millions de tonnes équivalent pétrole) en 2020 afin d’atteindre une proportion d’au moins 23 % d’énergies renouvelables dans la consommation finale d’énergie. Ceci suppose une augmentation de 122 % de toutes les énergies renouvelables d’ici 2020. Parallèlement, notre pays doit réduire de 14 % ses émissions de GES, ce qui représente 77 millions de tonnes d’équivalent CO2 (par rapport au niveau de 2005), soit une diminution annuelle de 6 millions de tonnes d’équivalent CO2.

Il est clair que pour parvenir à atteindre simultanément ces deux objectifs très ambitieux, il va falloir à la fois réduire de manière considérable nos besoins d’énergie "à la source" et augmenter de manière non moins importante notre production d’énergie renouvelable.

A cet égard, les données du gestionnaire du Réseau de Transport d’Electricité (RTE) indiquent que la consommation d’électricité continue à croître malgré les efforts de maîtrise de la demande d’électricité. Le premier objectif est donc de réduire la consommation d’énergie. A cet effet, l’ADEME vient de modifier sa politique d’accompagnement des projets portant sur les énergies renouvelables. Ses aides aux énergies renouvelables sont désormais conditionnées à une étude préalable d’efficacité énergétique : avant de produire plus d’énergie, il faut avant tout réduire au maximum les besoins de consommation.

Des scénarios prévisionnels du RTE démontrent la réduction des émissions de CO2 associée à la croissance du recours à l’éolien. La production éolienne se substitue essentiellement à des productions à partir d’énergies fossiles, comme le montrent les scénarios prévisionnels du RTE.

Le RTE (Bilan prévisionnel de l’équilibre offre demande d’électricité en France, édition 2007) a élaboré plusieurs scénarios de croissance des consommations et du parc de production d’électricité en France à l’horizon 2015. La majorité des scénarios intégraient un développement de l’éolien qui passait de 2 200 MW en 2006 à 15 000 MW en 2015.

Dans ces scénarios, une réduction nette des émissions de CO2 du système électrique est prévue entre 2006 et 2015 (entre 15 et 35 %). En 2020, un parc de 25 000 MW (produisant 43 TWh par an) devrait permettre d’éviter l’émission par le secteur énergétique de 16 millions de tonnes de C02 par an, soit 640 tonnes de CO2 par MW éolien installé, ou encore 300 000 tonnes par TWh éolien produit, en se basant sur le rendement éolien moyen constaté en 2007 qui est de 1,71 TWh produit par an pour 1000 MW éolien installé. Cette réduction de 16 millions de tonnes de CO2 grâce à l’éolien représente 20 % de l’effort final à accomplir (77 millions de tonnes de CO2 par an en 2020), ce qui n’est pas du tout négligeable.

L’énergie éolienne est certes intermittente, mais prévisible à court terme et peut contribuer significativement à l’équilibre du réseau à l’échelle du territoire.

La variabilité de l’énergie éolienne est une réalité physique mais les progrès de la modélisation et de la prévision météorologique permettent de les anticiper de mieux en mieux. En quelques décennies, malgré la variabilité de nos consommations électriques, les gestionnaires de réseaux électriques ont réussi à prévoir les variations de l’appel de puissance des consommateurs. Ceci en fonction d’une multitude de facteurs : jour de la semaine, heure, saison, température, humidité, ...

L’analyse du dernier bilan prévisionnel du RTE démontre que la productivité du parc éolien français est largement supérieure à la moyenne européenne. Cette spécificité s’explique par le caractère particulièrement avantageux des régimes de vent français (deuxième gisement éolien en Europe, derrière la Grande-Bretagne). En France, comme le montrent les atlas éoliens départementaux et régionaux réalisés par l’ADEME en partenariat avec les acteurs territoriaux, nous disposons de trois régimes climatiques différents et complémentaires : océanique, continental et méditerranéen. De ce fait, le vent souffle toujours quelque part dans l’hexagone, c’est ce que les spécialistes appellent "l’effet de foisonnement". Les éoliennes étant déployées sur l’ensemble du territoire, elles peuvent donc continuer à approvisionner le réseau électrique national.

Par ailleurs, contrairement à certaines affirmations des opposants irréductibles àl’éolien, l’électricité d’origine éolienne ne nécessite pas une puissance équivalente en centrale thermique pour pallier ses variations. Selon les experts du gestionnaire du Réseau de Transport d’Electricité, un parc éolien national d’une puissance de 10 000 MW, réparti sur les trois régions climatiques, apporte la même puissance garantie que 2800 MW de centrales thermiques à flamme, évitant ainsi les émissions de CO2 associées.

Une analyse de l’ADEME des données du RTE montre que les émissions de CO2 évitées par l’éolien sont de 300 g/kWh, soit 0,3 tonne par MWh. Une étude du RTE sera conduite prochainement pour affiner ce résultat. La Commission de Régulation de l’Energie (CRE) prévoit par ailleurs pour 2008 une production de 5,5 TWh qui représentera donc 1,65 million de tonnes de CO2 évitées (sur un total de 420 millions).

La montée en puissance de l’éolien se traduira, suivant les prévisions de la Commission de Régulation de l’Energie (CRE) par un coût de 92M€ ; cela équivaut à un coût de la tonne de CO2 évitée par l’éolien estimée à environ 56 €.

Quand au surcoût pour le consommateur, il reste modeste. En 2008, le montant de la CSPE (Contribution au service public d’électricité) a été fixé à 0,0045 euro par kWh, soit, en moyenne, 16 euros pour un foyer de 4 personnes.

On voit donc que l’énergie éolienne, dans le contexte géoclimatique français, dans la mesure où elle s’inscrit dans une politique globale de sobriété et d’efficacité énergétique, et compte tenu de notre potentiel éolien "offshore" considérable et des progrès technologiques remarquables qui permettent à présent la construction d’éoliennes géantes de 5 MW produisant en mer 18 millions de kWh par an (la consommation de 5000 foyers), est une énergie à la fois rentable sur la plan économique, vertueuse sur la plan écologique et, de surcroît, créatrice d’emplois.

René Trégouët
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat