Une utilisation innovante des hydroliennes (les maréliennes) peut produire 10% de l’électricité mondiale

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Mai 2015

L’hydroélectricité classique et l’énergie des marées ont le même potentiel théorique. L’hydroélectricité produit 3.500 Twh/an, l’énergie des marées 1 TWh/an actuellement mais une solution innovante, les maréliennes, peut produire 2.000 TWh/an.

Une solution d’avenir

Le coût de fabrication des hydroliennes est très compétitif mais les sites naturels où la vitesse du courant est suffisante sont très rares et d’accès difficile. Une nouvelle solution est basée sur des sites artificiels très favorables à leur utilisation. Des digues peuvent créer de grands bassins adossés à la côte et ouverts sur la mer par des chenaux où sont placés de nombreuses hydroliennes : celles-ci opèrent dans des conditions optimales de vitesse du courant, et de facilités d’installation, d’exploitation et d’entretien, donc à un coût très compétitif.

Cette solution est rentable même avec un marnage de 3 m et peut donc s’appliquer à l’essentiel du potentiel mondial.

Cette utilisation spécifique justifie un nom spécifique : les Maréliennes.

Les choix pour l’environnement

Quatre options majeures sont prises pour tenir le plus grand compte de l’environnement :

– Les Maréliennes sont utilisées dans les 2 sens, ce qui maintient dans les bassins et à la côte des marées proches des marées naturelles avec un décalage de 2 heures (schéma ci-dessous).

– Les digues sont pour l’essentiel à 20 km de la côte qu’elles protègent des fortes houles tout en étant peu visibles.

 – Les chenaux de Maréliennes sont répartis le long de la digue, ce qui maintient dans le bassin des courants proches des courants naturels.

– Les digues seront préfabriquées en caissons de béton armé posés sur plusieurs chantiers simultanés. Les conditions de marée et courants sont maintenues pendant la construction.

Les digues

Le terrain est généralement favorable (sable, gravier, rocher …) à une profondeur moyenne de 15 m sous les basses mers. On peut associer un brise lame classique préfabriqué (réf. Tanger) avec une digue réalisée en eau calme.

Les impacts

Les impacts visuels sont réduits, les digues généralement à plus de 20 km du littoral. A production comparable, l’impact visuel est beaucoup plus faible que celui de l’éolien terrestre ou offshore, du solaire, des barrages …
Les enracinements peuvent être adaptés à des ports de plaisance et de pêche.

Les impacts sur la biodiversité doivent être l’objet d’une étude exhaustive sans a priori : ils seront très différents de ceux de l’estuaire de la Rance ; les conditions futures seront proches des conditions actuelles du Golfe du Morbihan (fortes marées et faibles houles) et les impacts favorables.

Les services complémentaires : les grands bassins sans vagues importantes favorisent l’aquaculture, les aménagements touristiques, les éoliennes posées économiquement à faible profondeur, la protection des rivages.

Stockage d’énergie

On peut optimiser l’utilisation de l’énergie des Maréliennes en utilisant quelques pourcents de la surface des bassins pour créer un stockage d’électricité par pompage. Ces STEPs peu coûteuses car bénéficiant de l’absence de fortes houles peuvent aussi être dimensionnées pour stocker l’énergie éolienne et assurer les pointes de consommation. Leur réaction rapide sur le réseau est plus efficace que celle des STEPs traditionnelles.

L’énergie marémotrice peut produire vingt pour cent de l’électricité française

Le potentiel français économique est réparti de Boulogne à la Gironde. Huit grands sites peuvent produire 130 TWh/an. Les sites, d’horaire différent, peuvent être associés pour une production continue. Trois sites sont représentés ci-dessous, totalisant près de 80 TWh/an. De nombreux sites de 1 à 2 TWh/an sont également favorables, et peuvent notamment être utilisés à l’origine comme démonstrateur.

Site 1 : le site de la Baie de Somme

La digue de 70 km passe à 25 km de l’estuaire de la Somme dont elle freinera l’ensablement. Elle arrêtera aussi le recul des falaises à l’Est de Dieppe.

La digue s’enracine à l’Est de Dieppe et au Nord de Berck.

Le site sera associé au site de Chausey pour une production continue.

Site 2 : le site de Chausey

 L’aménagement sera très différent des projets antérieurs à 1980, mal adaptés à l’environnement. La digue de 50 km est à 10 km à l’Ouest de Chausey, à 25 km du Cotentin et 35 km du Mont Saint-Michel.

Ce seul aménagement produit presque autant que les barrages EDF français existants avec un impact beaucoup plus faible.

Site 3 : Le site de l’Île de Ré

Bien que la hauteur de marée de 3,5 m soit beaucoup plus faible que sur la Manche, on peut par exemple créer un aménagement produisant 15 TWH/an, c’est-à-dire autant que tout l’aménagement du Rhône

Le coût de production au MWh est de l’ordre de 75 €/MWh. Les possibilités de développement du tourisme sont importantes. L’île de Ré est protégée des tempêtes, l’ensablement de la côte ralenti.

Sites préliminaires

On ne peut envisager de réaliser les grands aménagements sans quelques aménagements préliminaires beaucoup moins importants permettant d’optimiser les éléments techniques et de préciser les impacts. Ce peut être un bassin en demi-cercle d’une dizaine de kilomètres d’emprise à la côte mis en service dans dix ans. Une vingtaine de sites favorables existent sur la Manche ou l’Atlantique. On peut aussi doubler l’usine de la Rance par un chenal de Maréliennes.

Le coût au MWh

Le coût comportera deux parties :

– Le coût lié aux hydroliennes et à leur chenal, d’environ 50 €/MWh peu variable avec les sites.

– Le coût lié à la digue d’encloture des bassins, variable suivant les sites, de 20 €/MWh en moyenne pour les sites envisagés.

L’Energie marémotrice peut produire dix pour cent de l’électricité mondiale

La solution des Maréliennes exposée permet un coût compétitif de l’énergie marémotrice dans les zones à fort marnage mais aussi avec des marnages moyens de l’ordre de 3 m sur des grands sites permis par une faible profondeur de la mer jusqu’à 20 km du littoral. Le potentiel mondial réaliste s’étend à une dizaine de pays à potentiel entre 50 et 200 TWh/an : Russie, France, Royaume-Uni, Canada, Brésil, Argentine, Chine, Inde, Corée du Sud, Australie et une dizaine de pays avec un potentiel de l’ordre de 20 TWh/an : Etats-Unis, Pays-Bas, Allemagne, Irlande, Panama, Mozambique, Viêt-Nam, Pakistan, Myanmar.

Les avantages indirects peuvent être très importants et optimiser l’économie des projets :

– Stockage d’énergie par STEPs très économique et efficace.

– Parcs d’éoliennes économiques dans les bassins marémoteurs.

–  Aménagements industriels le long des digues.

– Aménagement touristique.

– Protection du littoral contre les tempêtes et les hautes eaux exceptionnelles.

– Il est possible de réduire de 1 ou 2 m le niveau de l’eau dans des zones critiques affectées par la montée des océans.

Cette solution est présentée en détail dans :    

– Hydropower & Dams 2014 – Issue 1, Issue 2, Issue 4, Issue 5

– Une utilisation innovante et très prometteuse des hydroliennes (Techniques de l’Ingénieur), avril 2014

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