• La France et les énergies marines

         Après mon article sur les éoliennes, terrestres ou marines, je voudrais parler des énergies marines en général, et surtout les hydroliennes et des études faites par des sociétés françaises dans ce domaine..
        Les journalistes ne font guère mention que de l’éolien situé en mer sur des plateformes ancrées ou flottantes. (éolien offshore).
        Ils ne parlent plus de l’énergie marémotrice, due aux mouvements de flux et de reflux des marées, et de la centrale de la Rance. C’est une technique mature, mais qui ne semble pas avoir un grand avenir, car elle est d’un coût efficacité élevé et peu de sites naturels sont susceptibles de l’utiliser.
        Ils s’intéressent peu aux autres techniques :
                - l’énergie hydrolienne, exploitant les courants marins;
                - l’énergie houlomotrice, produite par le mouvement des vagues;
                - l’énergie thermique des mers, exploitant les gradients de température entre les eaux de surface et les eaux profondes;
                - l’énergie osmotique, basée sur les différences de salinité des eaux douces et salées, qui en est au stade recherche et ne sera donc utilisable qu’à long terme.
        Une nouvelle industrie va naître d'ici à quelques années. Le stade de la commercialisation était prévu entre 2018 et 2020.
        La France est le seul pays avec les États-Unis à être présent dans tous les segments; elle était l'actuel leader mondial, avec plus de 500 millions d'euros d'investissement par an.
        Les énergies marines renouvelables pourraient ainsi permettre de créer 80 000 emplois directs et indirects en 2030.
        Mais, on le verra dans le prochain article, notre gouvernement actuel a gâché cette avance que nous avions chèrement acquise, comme un gouvernement socialiste avait détruit l'avance que nous avions en matière de réacteur surgénérateur, en abandonnant en 1997, les études de Superphenix à Marcoule.

        La France dispose d'avantages certains dans ce domaine avec ses façades atlantique et méditerranéenne, et a fait des efforts importants, principalement grâce à la DCNS, sous l'égide d'un de ses directeurs, Frédéric Le Lidec.
        La Direction des Constructions Navale (DCN) était un organisme industriel d’Etat, chargé de l’étude, la construction et l’entretien des navires militaires de la Marine, française, et outre un service Technique et le Bassin des Carènes, en région parisienne, l’établissement d’Indret spécialiste des chaufferies marines, notamment nucléaires, et la forge à canons de marine de Ruelle, comprenait surtout quatre « arsenaux » à Toulon, Brest, Cherbourg et Lorient, créés par Richelieu en 1631, puis Colbert sous Louis XIV.. Elle exportait aussi certains de ses navires.
        En 2001, la DCN change de statut pour se transformer en société de droit privé à capitaux publics, (l’Etat en possède 64%, l’autre principal actionnaire étant Thalès), et en 2007 devient DCNS, qui n'est plus qu’un sigle. Elle emploie 13 650 collaborateurs et a un chiffre d’affaires de 3 milliards d’euros.
       Le 28 juin 2017, DCNS change de nom et devient "Naval Group", pour le 400e anniversaire de l'entreprise
      Naval Group a actuellement une filiale "Energie et infrastructures Marines, dirigée par Thierry Kalanquin, et a acheté la société irlandaise Openhydro, spécialisée dans les hydroliennes.

        Il y a, d’un point de vue technologique et industriel, de grandes synergies entre ce domaine et le naval de défense, métier historique de DCNS. Les savoir-faire du groupe, ses moyens industriels et son expertise permettent à Naval Group de jouer un rôle moteur sur l’ensemble du cycle de réalisation de ces nouveaux systèmes, depuis la conception jusqu’à la construction et la maintenance. La société avait l’ambition de réaliser un tiers de son chiffre d’affaires à terme de la décennie, dans le secteur des énergies marines.
               
        Naval Group a investi dans quatre des principales technologies d’énergies marines renouvelables 

                  - l’énergie du vent en mer, captée à l’aide d’éoliennes flottantes installées au large.
        En décembre 2013, le gouvernement français a lancé une demande d’information en vue d’exploiter le potentiel français de l’éolien flottant en mer, en vue de la réalisation de fermes pilotes en 2018, puis de fermes commerciales à partir de 2020.
        Le projet de ferme pilote au large de Groix, comportant 4 éoliennes flottantes de 6 MW, est porté par la société Eolfi Offshore France, maître d’ouvrage, qui a fédéré autour d’elle un ensemble de partenaires :
            - DCNS, maître d’œuvre de l’installation en mer, de la réalisation et de la connexion du flotteur,
            - Vinci, partenaire industriel pour la réalisation du flotteur;
            - General Electric, fournisseur de la turbine éolienne Haliade, déjà utilisée dans l’éolien offshore posé,
            - VALEMO, en charge de l’exploitation et de la supervision de la maintenance de la ferme pilote

        Toutefois une telle éolienne est une source variable en fonction du vent et non prédictible et a donc les mêmes inconvénients que l’éolien terrestre, mais avec des vents plus forts et plus réguliers.
        Outre la résistance mécanique en mer, la variation de la position de l’éolienne par rapport à la verticale est une des difficulté rencontrées. Les éoliennes actuelles admettent environ 10 degrés d’inclinaison.
        Contrairement aux éoliennes en mer classiques, fixées sur fondation au plancher marin, les éoliennes flottantes sont maintenues grâce à un système d’ancrage à câbles.
    et peuvent être construites sur des fonds marins jusqu’à 200 mètres (contre 40 pour les éoliennes offshore fixes).
        Le problème reste une question de coût de l’investissement et donc du kwh produit, qui est actuellement le triple du coût de l’éolien terrestre.

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                  - l’énergie des vagues, dont le principe est de récupérer l’énergie de la houle.        
        La France est également bien placée pour l'houlomoteur, avec 2 projets parmi les 10 premiers.
        DCNS évalue actuellement plusieurs technologies houlomotrices en collaboration avec la firme finlandaise Fortum, et contribue actuellement au déploiement, à La Réunion, du projet « Houles australes », permettant de tester une technologie de la société australienne Carnegie. C’est aussi une source variable dans le temps, tributaire de la météo.
        En collaboration avec Fortum (équivalent en Finlande d'EDF) et AW-Energy (start-up finlandaise aussi)  développent un démonstrateur de ferme houlomotrice de trois machines pour une puissance de 1,5MW. Il s’agit d’installer trois panneaux de 20m de large à même le fond qui oscillent avec la houle. Ces panneaux sont posés en baie d'Audierne (qui dispose du potentiel houlomoteur le plus intéressant sur le littoral breton) à 2 km de la cote par des fonds de 10 à 20m.
      Ce procédé reste cher.

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                        - l’énergie thermique des mers exploite la différence de température entre les eaux de surface, chaudes dans les mers tropicales, et les eaux froides des profondeurs, pour produire du courant électrique en continu. C’est une source continue et prédictible.
        A la surface, grâce à l'énergie solaire, la température de l'eau est élevée (elle peut dépasser les 25 °C en zone intertropicale) et, en profondeur, privée du rayonnement solaire, l'eau est froide (aux alentours de 2 à 5 °C), et la densité volumique de l'eau s'accroît lorsque la température diminue, ce qui empêche les eaux profondes de se mélanger aux eaux de surface, et de se réchauffer. Cette différence de température peut être exploitée par une machine thermique, utilisant respectivement l'eau venant des profondeurs et l'eau de surface comme sources froide et chaude .
        Les industriels français occupent la première place mondiale sur l'énergie thermique des mers.
        Il y a deux principaux acteurs dans ce domaine dans le monde : Naval-Group et Lockheed Martin.   Les quelques projets actifs en sont encore au stade de pilote    
        Une telle centrale suppose la conception et l'entretien d'une conduite de quelques mètres de diamètre d'amenée d'eau froide, puisée à plus de 1000 mètres de profondeur, sans commune mesure avec ce que connaît l'industrie pétrolière, qui doit permettre le pompage de 1000 m3/heure. Elle nécessite en outre des échangeurs thermiques résistant à l'encrassement et une efficacité du cycle thermodynamique.
       DCNS a installé début 2012, un prototype énergie thermique des mers à l’Université Saint Pierre à la Réunion. Cette reproduction à échelle réduite du système de production d’énergie d’une future centrale ETM, contribue à confirmer l’intérêt de cette technologie. Il s’agit d’une reproduction, à échelle réduite, du système de production d’énergie d’une future centrale ETM (cf photo ci contre). Le système simule les arrivées d’eau chaude et d’eau froide, nécessaires à son fonctionnement. Le prototype à terre est avant tout un outil de recherche et développement ayant pour but principal de tester différents éléments clés du système de production d’énergie (échangeurs de chaleur, cycles thermodynamiques). Il vise également à optimiser les enjeux technologiques et financiers liés à l’ETM. Le prototype à terre ETM a été construit et qualifié dans le centre DCNS de Nantes-Indret. Il a ensuite été transféré et mis en fonction début 2012 sur le site de l’université de Saint- Pierre, à La Réunion. (photo ci dessous).
        Le réalisation d'une centrale prototype de 10 MW, en Martinique (projet NEMO), a été pour le moment suspendue en raison d'une part du coût et d'autre part de difficultés dans le pompage de l'eau à grande profondeur. 

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        - l’énergie des courants de  marées, captée à l’aide de turbines sous-marines, appelées « hydroliennes », qui transforment l’énergie des courants marins en électricité.    
        L’ambition de Naval-Group est de réaliser un chiffre d’affaires d’au moins un milliard d’euros à l’horizon 2025 sur le marché de l’énergie hydrolienne. Plusieurs dizaines de milliers de turbines devraient être installées à terme à travers le monde.
        Mais ces projets rencontrent actuellement des difficultés dont les média ont parlé très récemment.
        Je traiterai ce sujet dans l’article de demain.

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