Les turbines sous-marines gagnent le soutien du gouvernement – nos recherches cartographient leur potentiel mondial
Les récentes perturbations de l’approvisionnement en pétrole au Moyen-Orient ont fait monter en flèche les prix de l’énergie, rappelant aux pays à quel point ils restent vulnérables aux combustibles fossiles importés. Dans le même temps, la demande mondiale d’électricité devrait presque tripler d’ici 2050.
Les éoliennes et les panneaux solaires joueront sans aucun doute un rôle central. Mais les deux dépendent de la météo : les éoliennes restent immobilisées les jours calmes, tandis que les panneaux solaires génèrent moins par temps couvert et rien la nuit. Cette variabilité suscite l’intérêt pour des sources d’énergie propre plus prévisibles.
Une option prometteuse se trouve sous la surface de l’océan.
Les turbines marémotrices fonctionnent un peu comme les éoliennes, mais sous la mer. Alors que les marées montent et descendent, de manière prévisible, deux fois par jour dans des endroits comme le Royaume-Uni, l'eau en mouvement fait tourner les pales de la turbine pour produire de l'électricité. Cette énergie est ensuite transmise au rivage via des câbles posés le long du fond marin. Contrairement au vent et au soleil, les marées sont régies par l’attraction gravitationnelle de la lune et du soleil, ce qui les rend hautement prévisibles des années à l’avance.
Les gouvernements commencent à en prendre conscience. Le Royaume-Uni et la France investissent dans l’énergie marémotrice et prévoient d’installer une capacité d’au moins 400 mégawatts au cours de la prochaine décennie ; assez pour alimenter une ville comme Leeds ou Amsterdam.
D’autres pays, dont le Canada, les États-Unis, la Chine et le Japon, explorent également cette technologie, mais avec des projets à bien plus petite échelle.
Malgré cet intérêt croissant, une question fondamentale demeure : quelle quantité d’électricité les courants de marée peuvent-ils réellement produire et où se trouve-t-elle ?
J'ai fait équipe avec des experts du monde entier pour aider à répondre à ces questions. Dans notre nouvelle recherche, nous avons identifié plus de 400 sites potentiels d’énergie marémotrice dans 19 pays d’Europe, d’Amérique, d’Asie et d’Australasie. Il s’agit d’endroits où l’eau s’écoule suffisamment rapidement et à des profondeurs appropriées pour que les turbines puissent fonctionner.
Les scientifiques décrivent généralement l’énergie marémotrice en trois étapes. La ressource théorique est l'énergie totale des courants de marée. La ressource technique est la part que la technologie actuelle des turbines pourrait raisonnablement exploiter pour la production d’électricité. Enfin, la ressource pratique tient compte des contraintes telles que les routes maritimes, les activités de pêche et les aires marines de conservation. En pratique, seule une petite fraction – environ 1 à 20 % – de l’énergie théorique peut réellement être utilisée pour produire de l’électricité.
Malgré cela, le potentiel est important. Sur 90 des sites les plus étudiés, nous estimons que les turbines marémotrices pourraient produire environ 110 térawattheures d'électricité chaque année, soit à peu près l'équivalent de la demande annuelle d'électricité du Portugal.
La moitié des ressources mondiales sur seulement six sites
Certains pays se démarquent. Les États-Unis, le Royaume-Uni, la Nouvelle-Zélande, le Canada, la Chine et l’Indonésie possèdent les plus grandes ressources globales en énergie marémotrice. Dans des pays comme le Royaume-Uni, l’Indonésie et la Nouvelle-Zélande, l’énergie marémotrice pourrait fournir au moins 10 % de la demande nationale actuelle en électricité. Dans les grands pays comme les États-Unis et la Chine, la ressource est encore importante mais représente une part plus faible de la demande totale d’électricité.
Il est frappant de constater à quel point cette énergie est concentrée, puisque plus de la moitié des ressources marémotrices mondiales que nous avons identifiées se trouvent sur six sites seulement. Il s'agit notamment du Pentland Firth entre l'Écosse continentale et les îles Orcades, de l'Alderney Race entre les îles anglo-normandes et la France et du passage Minas dans une partie du Canada connue pour les marées les plus hautes du monde. Deux sites majeurs en Alaska (le détroit de Chatham et Cook Inlet) sont également parmi les plus énergétiques au monde.
Cependant, bon nombre de ces localités sont éloignées des grands centres de population. L'éloignement présente un défi de taille, car la construction des infrastructures nécessaires au transport de l'électricité sur de longues distances peut être coûteuse et complexe. C’est l’un des nombreux facteurs susceptibles de réduire la quantité d’énergie pouvant être exploitée dans la pratique.
L’énergie marémotrice a tendance à être plus forte dans les zones étroites entre les grandes îles ou les masses continentales, où une grande partie de l’eau est « poussée à travers » l’espace. Mais la découverte des points chauds les plus prometteurs dépend également de facteurs tels que la géographie des fonds marins ou les courants océaniques localisés, qui nécessitent des recherches spécialisées et détaillées.
Cela signifie qu'il existe des lacunes dans les données. Pour de nombreux sites prometteurs, notamment dans des pays comme la Norvège, la Corée du Sud et les Philippines, il manque encore des mesures détaillées des courants de marée. Pour cette raison, les estimations mondiales du potentiel de l’énergie marémotrice pourraient augmenter considérablement à mesure que davantage de données seront disponibles.
Nos résultats soutiennent largement les projections de la Commission européenne, qui prévoit jusqu'à 8 gigawatts de capacité marémotrice en Europe. Cependant, les projections mondiales de plus de 100 gigawatts – soit à peu près la demande en électricité de l’ensemble du Royaume-Uni – restent incertaines sans de meilleures données et des évaluations plus complètes des sites.
Avec suffisamment d’investissements et de données, ainsi qu’une sélection minutieuse des sites, l’énergie marémotrice offre quelque chose de rare dans les énergies renouvelables : une énergie que vous pouvez prédire des années à l’avance. Dans un système électrique de plus en plus affecté par les conditions météorologiques, cette fiabilité pourrait en faire un élément disproportionné de la transition mondiale vers une énergie propre.
Danny Coles, associé de recherche principal, Département des sciences de l'ingénieur, Université d'Oxford
Photo principale : des turbines comme celles-ci peuvent être déployées sur le fond marin pour exploiter l’énergie marémotrice. Nova Innovation
