Tout savoir sur l’énergie houlomotrice

L’énergie houlomotrice consiste à produire de l'électricité grâce aux oscillations des vagues. Ce projet est encore en phase de expérimentale et différents procédés sont en cours d'étude (chaîne flottante, paroi oscillante, polymères électro-actifs…). À ce stade d'avancement, il est difficile d'estimer le coût réel de production d'énergie et la rentabilité de ces technologies.

Plusieurs solutions ont été inventées pour profiter du potentiel énergétique de la houle :

 

• la chaîne flottante articulée (« serpent de mer ») : cette technologie est la plus répandue. Plusieurs longs flotteurs, reliés les uns aux autres, sont ancrés par un câble au fond sous-marin. Ils sont placés perpendiculairement au sens des vagues et alignés dans le sens du vent. Cette chaîne bouge grâce aux oscillations des vagues. Le mouvement résultant sert à comprimer un fluide qui actionne ensuite une turbine. Une des difficultés rencontrées par cette technique réside dans la résistance à des conditions météorologiques potentiellement très défavorables.

 

• la paroi oscillante immergée : on immerge une structure constituée par une tige centrale sur laquelle est fixée une paroi. Celle-ci va osciller dans les deux sens sous l'effet du mouvement orbital de la mer. Ces oscillations vont permettre d'actionner une turbine entraînant ensuite un alternateur.

 

• la colonne à oscillation verticale : il s'agit d'une structure flottante composée de masselottes installée à la surface de la mer. Elle transforme les mouvements horizontaux ou verticaux de la mer en déplacements des petites masses qui actionnent alors une pompe. Celle-ci met sous pression un fluide qui entraîne une turbine afin de mettre en mouvement un alternateur. Il est également possible d'entraîner directement l'alternateur grâce au déplacement des masselottes.

 

• le capteur de pression immergé : accroché au fond de la mer, ce système capte, notamment grâce à un ballon, le mouvement orbital des vagues. Il s'en sert, via une succession de mouvements montants et descendants, afin de comprimer un fluide hydraulique. Dans cette configuration, il est possible d'installer un réseau de capteurs qui permet de récupérer à terre le fluide comprimé. Il est ensuite utilisé afin d'entraîner une turbine pour produire de l'électricité.

 

• le piège à déferlement : dans cette structure à franchissement, l'eau de la crête des vagues est piégée. Cela crée une surpression dans un réservoir d'eau qui permet d'actionner une turbine entraînant un générateur électrique.

 

• la colonne d'eau : cette technologie nécessite de mettre en place, au large ou près du rivage, une structure flottante (en béton ou en acier) ayant la forme d'une colonne fermée dans sa partie supérieure et ouverte à sa base. L'entrée et la sortie des vagues dans cette colonne fait monter puis descendre le niveau de l'eau. Ainsi, l'air présent dans la partie supérieure de la structure est alternativement comprimé et détendu. Les compressions permettent de faire tourner une turbine qui entraîne un alternateur pour produire de l'électricité.

Le principal programme français concernant l'énergie houlomotrice est le projet S3, développé au sein de l'École Centrale de Nantes (ECN) en partenariat avec l'Institut Français du Pétrole et des Énergies Nouvelles (IFPEN) et la société SBM Offshore. Il est également soutenu par le Programme des Investissements d'Avenir. L'objectif est de mettre en place et de tester en conditions réelles un prototype houlomoteur fonctionnant à base de polymères électro-actifs (EAP). La déformation de ces EAP suite aux mouvements marins permet à la fois de capter l'énergie houlomotrice et de générer de l'électricité. Avec ces EAP, il n'est plus nécessaire d'inclure dans le système un absorbeur mécanique.

Les acteurs majeurs de ce secteur sont européens (notamment britanniques), canadiens, américains et australiens. Selon le Conseil Mondial de l'Énergie, la production d'énergie par la houle pourrait couvrir environ 10 % de la demande mondiale énergétique annuelle, notamment grâce au fort potentiel des côtes qui bordent l'océan Atlantique.

 

Cependant, aucun projet de production d'énergie houlomotrice à des fins commerciales n'a encore abouti. Ceci s'explique notamment par les difficultés techniques inhérentes à l'environnement marin qui soumet les matériaux et équipements à des conditions extrêmes. De lourds investissements sont ainsi nécessaires afin que les structures soient suffisamment résistantes. De plus, le rendement* est relativement faible par rapport au coût global de ce type de projets. Cependant, comme les technologies sont encore en phase de recherche et de développement, le prix de revient prévisionnel du MWh d'électricité produite est encore difficile à estimer.

*Le rendement énergétique désigne le rapport entre l’énergie nécessaire à un équipement pour fonctionner (l'énergie absorbée) et sa capacité à produire lui-même de l’énergie (l'énergie utile).