Les enjeux des énergies marines

Actualisé le 24.02.2025

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Sciences de l'ingénieur Sciences et technologies de l’industrie et du développement durable

Les énergies marines recouvrent les multiples manières de capter une partie de la des océans et des vents du large. Energies renouvelables par excellence, elles sont quasi inépuisables. Elles sont donc un atout considérable dans la et le . Mais le milieu marin n’est pas facile à affronter, surtout si l’on veut respecter l’environnement et la .

L’énergie potentielle des océans

Chacun connaît la poussée que peut exercer une vague, la force d’un courant qui vous entraîne ou la violence d’un vent qui vient du large. Si on rapporte ces forces à l’immensité des océans – 70 % de la surface du globe, près de 1,5 milliard de km3 d’eau – on imagine la quantité d’énergie qui est potentiellement contenue dans ces éléments naturels.

Des experts ont estimé à au moins 150 000 térawatts-heure (TWh) la quantité d’énergie qui pourrait techniquement être captée par an dans le monde marin. Un chiffre à comparer aux quelque 30 000 TWh de la production électrique mondiale actuelle. La mer pourrait en théorie répondre à 5 fois nos besoins électriques.

Mais dans la pratique, ce n’est pas si simple ! Les énergies marines, éolien compris, représentent aujourd’hui moins de 0,8 % de la production électrique mondiale. Selon les meilleures projections, cette part pourrait dépasser 6 % vers 2050. Le chemin vers les “énergies bleues” est donc long.

Respecter l’environnement marin et sa biodiversité

Capter l’énergie de la mer pour la transformer en présente de multiples difficultés :

la complexité technique d’installer sur la mer, ou sur le fond marin, ou sur les rivages des équipements lourds et complexes qui supposent beaucoup d’investissements financiers ;
la fragilité de la biodiversité des océans et des rivages qui peut être malmenées par les installations (bruit sous-marin, danger des éoliennes pour les oiseaux, etc.) ;
le coût de la maintenance qui implique des bateaux d’intervention, même si le numérique permet des opérations à distance ;
la rapide des matériaux et ce qu’on appelle le bio-encrassement (en anglais, biofouling). C’est la formation d'une couche de très petits êtres vivants, coquillages notamment, sur les surfaces artificielles. Une des réponses est d’améliorer les performances des matériaux face aux agressions extérieures.
le délicat partage des zones avec les autres activités liées à la mer, notamment la pêche.

L’énergie éolienne offshore

Classé comme énergie marine, même si le vent est son moteur, l’éolien offshore sort nettement du lot. Sa part dans la production électrique mondiale est encore très faible (0,7 % environ en 2023), encore loin derrière l’éolien terrestre, mais sa progression est très forte. La capacité installée pourrait être multiplié par 15 d’ici 2040.

C’est que l’éolien offshore offre des espaces immenses avec des vents forts et réguliers. On peut y installer, généralement à plus de 10 km des côtes, des éoliennes beaucoup plus puissantes que les éoliennes terrestres. En 2023, le record de gigantisme était détenu par une éolienne chinoise, dans le détroit de Taïwan, dont les trois pales atteignent 132 m chacune, avec un moyeu situé à 152 m de hauteur, soit l’équivalent d’un immeuble de 52 étages. Sa capacité atteint 13 MW. Les éoliennes flottantes, plus légères, sont également en plein essor.

La mer du Nord a été le berceau de l’éolien offshore et l’Europe représente encore près de la moitié des capacités mondiales, face à l’expansion très rapide de la Chine. Royaume-Uni, Allemagne et Danemark sont les grands leaders européens. Très en retard, la France ne compte que trois parcs opérationnels mais un objectif d’une cinquantaine a été fixé pour 2050.

Les énergies des marées, des courants et des vagues

L’énergie des marées : la plus ancienne des énergies marines est l’énergie marémotrice, qui utilise le mouvement des marées dans les zones d’estuaires. Voir la vidéo. Mais les capacités des installations marémotrices restent limitées malgré les impressionnantes infrastructures. La France a été pionnière avec une usine sur l’estuaire de la Rance en 1966. Sa puissance est de 240 MW, ce qui est peu en comparaison de celle d’une centrale à gaz performante (600 MW). En un demi-siècle, une seule usine, celle du Sihwa Lake, en Corée du Sud, a dépassé (de peu) les performances de La Rance. Des projets ambitieux à 1 300 ou 2 000 MW sont envisagées en Corée du Sud ou en Grande Bretagne, mais ils peinent à voir le jour, notamment en raison de l’opposition de mouvements écologiques inquiets des impacts sur les écosystèmes des rivages.
L’énergie des courants marins : fondées sur la technologie de l’ : les « fermes » hydroliennes, comme on parle de fermes éoliennes ou solaires, produisent déjà de l’électricité dans le monde. De plus en plus performantes, les turbines atteignent des capacités de 3 MW. L’Europe là aussi a été pionnière et reste dominante, devant la Chine et le Canada. En France, le projet le plus spectaculaire est celui du Raz Blanchard, au nord du Cotentin, qui devait accueillir 11 hydroliennes pour une puissance cumulée de 29,5 MW.
L’ : de nombreuses techniques existent pour récupérer l’énergie de la houle et des vagues (systèmes à flotteurs, colonnes d’eau, systèmes à déferlement, etc). Le potentiel théorique est énorme. Mais le problème est le choix des meilleures techniques et le coût des installations. Les recherches se poursuivent pour abaisser le prix du kWh électrique produit.Les enjeux des énergies marines

Vidéo : L’océan une source inépuisable d’énergie

Les énergies thermique, osmotique et issue de la biomasse marine

Deux autres types d’énergies marines sont pour l’essentiel à l’état d’études ou de prototypes.

L’énergie osmotique utilise la différence de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce, qui provoque un mouvement de l’eau à travers une membrane semi-perméable. Une société norvégienne a testé une centrale dans un estuaire. Mais le développement est freiné par les coûts.
L’énergie thermique des mers exploite le différentiel de température des océans entre les eaux de surface et les eaux profondes afin de produire de l'électricité. Jules Verne y fait allusion en 1869 dans « 20 000 lieues sous les mers » ! Les Etats-Unis et le Japon conduisent des expérimentations.

Enfin, en dehors de la production d’électricité, les chercheurs étudient depuis des années l’utilisation de la biomasse marine, dont les réserves dans les océans sont immenses. La difficulté est souvent un problème d’échelle : par exemple, le de la des algues a commencé dans certains secteurs, avec de petites productions à haute valeur ajoutée. Mais la production énergétique de masse de biocarburants et de biométhane n’en est aujourd’hui qu’au stade de la recherche.