Pour se chauffer, se déplacer, s’éclairer ou produire, nous avons besoin d’énergie. Pendant deux siècles, nous l’avons surtout tirée du pétrole, du gaz et du charbon, au prix d’un bouleversement du climat. Et si l’Océan, avec ses courants, ses vagues, ses marées et ses vents, nous aidait à changer de modèle ?
Dans ce cours
⏱ 12 min · Niveau intermédiaire
À la fin de ce cours, vous saurez :
- expliquer ce qu’est la transition énergétique ;
- citer et décrire les différentes énergies marines renouvelables ;
- présenter les freins à leur développement et les avantages et inconvénients de chacune.
À la recherche d’énergies renouvelables
Les énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon) existent en quantité limitée. Surtout, leur combustion massive depuis plus de deux siècles rejette du CO2 qui dérègle le climat.
Il faut donc trouver d’autres sources d’énergie, plus durables et moins nocives pour l’environnement. Ce passage d’un modèle à un autre, accompagné d’une consommation plus sobre, s’appelle la transition énergétique.
L’une des solutions repose sur les énergies renouvelables, qui ne s’épuisent pas à l’échelle humaine. Parmi elles, les énergies venues de la mer.
👉 Pour aller plus loin : lire le cours Ocean Campus sur l’effet de serre.
Qu’est-ce que les énergies marines renouvelables ?
L’Océan est en mouvement permanent : courants, vagues, marées, mais aussi différences de température et de salinité entre les masses d’eau. Toute cette énergie peut être exploitée : ce sont les énergies marines renouvelables (EMR).
On compte cinq EMR proprement dites, qui utilisent la dynamique de l’Océan lui-même :
L’énergie hydrolienne
Des turbines sous-marines, les hydroliennes, captent l’énergie du mouvement des courants marins et fluviaux, comme des éoliennes sous l’eau.
L’énergie houlomotrice
Des systèmes flottants ou fixés au fond récupèrent l’énergie des vagues et de la houle.
L’énergie marémotrice
Un barrage construit dans un estuaire utilise la différence de niveau d’eau entre la marée haute et la marée basse pour faire tourner des turbines.
L’énergie thermique des mers
Elle exploite la différence de température entre l’eau chaude de surface et l’eau froide des profondeurs (vers 1 000 m). Il faut un écart d’au moins 20 °C : elle est donc réservée aux régions tropicales.
L’énergie osmotique
Elle utilise la différence de salinité entre l’eau douce et l’eau de mer, séparées par une membrane, par exemple à l’embouchure des fleuves.
💡 Le saviez-vous ?
Inaugurée en 1966 en Bretagne, l’usine marémotrice de la Rance (240 MW) a longtemps été la plus grande du monde. Elle produit toujours de l’électricité aujourd’hui.
Et l’éolien en mer ?
D’autres énergies sont exploitées en mer sans venir de l’eau elle-même. C’est le cas de l’éolien en mer (ou offshore), qui utilise le vent du large, plus fort et plus régulier que sur terre. Il est souvent rattaché aux EMR. On distingue :
L’éolien posé
Les éoliennes sont fixées au fond de la mer. Elles sont installées là où l’eau est peu profonde (moins de 50 à 60 m environ). En France, le premier parc commercial, au large de Saint-Nazaire, a été mis en service en 2022.
L’éolien flottant
Les éoliennes sont installées sur des plateformes flottantes ancrées au fond. Elles peuvent aller plus au large, là où l’eau est trop profonde pour l’éolien posé.
En revanche, les énergies tirées de la biomasse marine, comme les biocarburants produits à partir d’algues, ne sont pas considérées comme des EMR.
📌 À retenir
- Il existe cinq EMR : hydrolienne, houlomotrice, marémotrice, thermique et osmotique.
- L’éolien en mer, posé ou flottant, est souvent rattaché aux EMR.
- Toutes utilisent des ressources qui ne s’épuisent pas : courants, vagues, marées, chaleur, sel, vent.
Quels freins au développement des EMR ?
Deux grandes difficultés techniques ont longtemps freiné le développement des EMR : le transport et le stockage de l’énergie.
1. Le transport de l’énergie
Les installations sont en mer, parfois loin des lieux où l’électricité est consommée. Il faut des câbles sous-marins pour la transporter, et une partie de l’énergie se perd en chemin. Les installations proches du littoral ont donc un avantage.
2. Le stockage de l’énergie
Certaines EMR produisent de l’électricité de façon variable : leur production dépend de la houle, du vent, des courants ou des marées, et non de nos besoins. On dit qu’elles ne sont pas pilotables.
Quand elles produisent plus que nécessaire, il faut pouvoir stocker ce surplus. Or, stocker de l’énergie sans en perdre est difficile. Les solutions progressent vite : batteries, hydrogène… et une technique qui a fait ses preuves, la station de transfert d’énergie par pompage (STEP).
- Quand il y a trop d’électricité, on l’utilise pour pomper de l’eau d’un bassin inférieur vers un bassin supérieur : l’énergie est stockée ;
- quand on manque d’électricité, on relâche l’eau du bassin supérieur, qui fait tourner une turbine en redescendant : l’énergie est restituée.
La STEP permet de maintenir l’équilibre entre production et consommation sur le réseau électrique. La variabilité des EMR n’est donc pas un obstacle insurmontable, mais une contrainte à organiser.
📌 À retenir
- Transporter l’électricité produite en mer jusqu’à la terre entraîne des pertes.
- Certaines EMR produisent de façon variable, selon le vent, les vagues ou les courants.
- Des solutions de stockage, comme les STEP, permettent d’équilibrer production et consommation.
Avantages et inconvénients de chaque EMR
Chaque EMR a ses avantages et ses inconvénients. Pour choisir la solution la plus adaptée, il faut tenir compte du lieu, du potentiel de production et des besoins en énergie.
| EMR | Ressource mondiale estimée | Stade de développement | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|---|
| Marémotrice | 300 TWh/an | Industriel pour les barrages classiques ; précoce pour les lagons en mer | Technologie éprouvée ; production prévisible des décennies à l’avance (calcul des marées) | Production intermittente ; fort impact sur l’environnement de l’estuaire ; peu de sites possibles (il faut de fortes marées) |
| Hydrolienne | 800 TWh/an | Avancé (démonstrateurs, premières fermes) | Peu d’espace nécessaire ; installations peu visibles, paysage préservé | Production intermittente mais prévisible ; entretien compliqué ; peu de zones exploitables (forts courants nécessaires) ; peut gêner certaines activités maritimes |
| Houlomotrice | 80 000 TWh/an | Préindustriel ou avancé selon les projets | Pas toujours besoin de fondations ; entretien plutôt facile | Production intermittente (selon la houle) ; peut gêner les activités nautiques |
| Thermique | 10 000 TWh/an | Très précoce | Production continue et parfaitement prévisible ; peut aussi produire de l’eau douce et de la climatisation | Investissement initial important ; réservée aux régions tropicales (fort écart de température entre surface et profondeur) ; technique complexe |
| Osmotique | 2 000 TWh/an | Très précoce | Production continue et parfaitement prévisible ; entretien plutôt facile | Investissement initial important ; faible rendement ; nécessite beaucoup d’eau douce (embouchures de fleuves) |
📌 À retenir
- L’énergie des vagues a le plus grand potentiel, mais elle est encore peu développée.
- Marées et courants sont très prévisibles, mais peu de sites conviennent.
- Le choix d’une EMR dépend du lieu, de ses ressources et de ses besoins.
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Qu’est-ce que la transition énergétique ?
C’est le passage d’une énergie surtout fossile (pétrole, gaz, charbon) à des énergies renouvelables et moins polluantes, accompagné d’une consommation plus sobre.
Citez trois énergies marines renouvelables.
Par exemple : l’énergie hydrolienne (courants), houlomotrice (vagues), marémotrice (marées), thermique (différence de température) ou osmotique (différence de salinité).
Pourquoi l’énergie thermique des mers est-elle réservée aux régions tropicales ?
Parce qu’elle nécessite un écart d’au moins 20 °C entre l’eau de surface et l’eau profonde, que l’on ne trouve que dans les mers chaudes.
Quelle est la différence entre l’éolien en mer posé et flottant ?
L’éolien posé est fixé au fond de la mer, dans des eaux peu profondes. L’éolien flottant est installé sur des plateformes ancrées, ce qui permet d’aller plus au large, en eaux profondes.
À quoi sert une STEP ?
À stocker l’électricité en surplus en pompant de l’eau vers un bassin supérieur, puis à la restituer en faisant redescendre l’eau à travers une turbine quand on en a besoin.
Glossaire
- Biomasse : ensemble de la matière issue des êtres vivants (plantes, algues, déchets organiques), qui peut servir à produire de l’énergie.
- Énergies fossiles : pétrole, gaz et charbon, formés à partir de restes d’êtres vivants il y a des millions d’années, en quantité limitée.
- Énergie renouvelable : énergie issue d’une source qui se renouvelle naturellement et ne s’épuise pas à l’échelle humaine (soleil, vent, eau…).
- Houle : mouvement ondulatoire de la surface de la mer, formé par le vent parfois très loin du lieu où on l’observe.
- Hydrolienne : turbine immergée qui produit de l’électricité grâce aux courants.
- Pilotable : se dit d’une source d’énergie dont on peut décider quand et combien elle produit.
- Transition énergétique : passage d’un système énergétique fondé sur les énergies fossiles à un système fondé sur les énergies renouvelables et la sobriété.
