L’hydrolienne, l’une des énergies de demain

Si vous habitez de Ouessant, vous êtes bien placé pour savoir que les courants marins sont de puissants pourvoyeurs naturels d’énergie, aujourd’hui convertie en électricité. Découvrons ensemble l’énergie hydrolienne.

Définition de l’énergie hydrolienne

C’est l’une des trois techniques de captation de l’énergie des mouvements de la mer (les deux autres étant les usines marémotrices qui captent l’énergie des marées et l’énergie houlomotrice des vagues captée par des bouées ou des colonnes oscillantes).

Quel est le principe de fonctionnement d’une hydrolienne ?

Dans le principe, une hydrolienne est une sorte d’éolienne subaquatique : ses pales sont actionnées par les courants marins (ou ceux des fleuves).

Concrètement, c’est une turbine hydraulique sous-marine, dont la roue à aube ou l’hélice équipée de pales est montée sur un arbre. La rotation de celui-ci entraîne une génératrice électrique, reliée à la côte par câble.

Le diamètre de cette roue à aube ou hélice est de dix à vingt mètres. Une hydrolienne est immergée à environ trente à quarante mètres de profondeur, là où le courant marin ou fluvial est d’au moins quatre à cinq nœuds (un nœud marin équivalant à 1,852 km/h).

Quel est le rendement ?

En théorie, la puissance cinétique d’un fluide qui traverse un disque est proportionnelle à la surface de celui-ci, au volume et au cube de la vitesse de ce fluide.

En réalité, cette puissance est de moitié, pour deux raisons : à proximité des pales, le courant s’élargit et perd de ce fait de la vitesse. En outre, le fonctionnement même de la turbine et la conversion de cette énergie en électricité consomment, en soi, de l’énergie.

Si bien que l’on estime le rendement effectif d’une hydrolienne à 50% de sa capacité théorique : pour obtenir une puissance de 1 MW en présence d’un courant de 5 nœuds, il faut tabler sur une hydrolienne de vingt mètres de diamètre, soit le maximum de ce qui peut être conçu.

Néanmoins, celle-ci a plus de puissance qu’une éolienne terrestre : la masse volumique de l’eau étant 800 fois plus élevée que celle de l’air, elle est en moyenne quatre fois plus puissante.

Une énergie prévisible

L’intérêt de l’énergie hydrolienne est qu’elle fait partie des énergies prévisibles sur le long terme : les marées sont parfaitement connues et les courants associés aussi. On sait exactement quand ces courants se retournent de façon sinusoïdale et avec quelle amplitude.

L’énergie hydrolienne : intérêt environnemental

Les avantages

L’énergie hydrolienne a l’intérêt d’être inépuisable et sans émission de gaz à effet de serre.

Une hydrolienne présente aussi l’avantage de ne pas impacter visuellement le paysage et d’être situées hors des zones de pêche.

Les inconvénients de l’hydrolienne

Inconvénient, le coût d’investissement et l’entretien en milieu marin (corrosion, algues qui s’y fixent, etc) est le double de celui d’une éolienne.

Où en Europe ?

Le potentiel énergétique de l’hydrolien européen installé d’ici à 2050 est évalué à 100GW (source : Commission européenne), couvrant les besoins en électricité de 65 millions de foyers européens.

Ce potentiel est géographiquement concentré dans la Manche, la mer du Nord et la mer d’Irlande. En revanche, la Méditerranée ne dispose pas d’un potentiel hydraulique intéressant, à la seule exception du détroit de Messine.

La France est bien positionnée, placée en deuxième position européenne de cette ressource après le Royaume-Uni, qui compte produite 20% de son électricité à partir des énergies marines.

La Bretagne et le Cotentin représentent 20% du potentiel national (ce dernier estimé à 3 GW).

Quelles implantations d’hydroliennes en France ?

« Qui voit Ouessant voit son sang » : le cauchemar des marins a des courants marins tels, que c’est au large de l’île qu’a été immergée en 2015, la toute première hydrolienne française : la première à produire de l’électricité, qui fournira sous peu 10% de l’électricité de l’île.

De réalisation 100% française (la PME bretonne Sabella), cette hydrolienne d’une puissance d’un MW est immergée par 55 mètres de fond. Après une opération de maintenance (lors d’une fenêtre météo malgré la tempête Lorenzo), elle a été à nouveau immergée en octobre 2019 et fournira de l’électricité à l’Ile jusqu’en 2021. A partir de 2022, elle sera remplacée par deux nouvelles hydroliennes de puissance équivalente.

L’autre hydrolienne a désormais également fournir de l’électricité est celle de Paimpol-Bréhat, raccordée à la terre en juin 2019 : cette hydrolienne de la société grenobloise Hydroquest et de son partenaire CMN (Constructions Mécaniques de Normandie) s’inscrit dans la création d’une filière française, sur des sites d’EDF, en l’occurrence en partenariat avec la Région Bretagne.

Au total, la France table sur une production d’électricité marine d’un TW par an (1 milliard de KW-heure), soit la puissance d’une centrale nucléaire de 1500 MW.

L’énergie hydrolienne fluviale : en expérimentation

A Orléans, l’hydrolienne expérimentale installée depuis 2014 sur la Loire d’une puissance de 40 kW a fourni de l’électricité à une soixantaine de foyers. Une implantation définitive n’a pas été envisagée, en raison d’une zone Natura 2000.

Mais la filière de l’hydrolien s’avère concluante et devrait s’inscrire dans le plan pluriannuel de l’énergie 2023-2028, avec les Régions parties prenantes. Pour les îles, elles représentent un moyen privilégié de fourniture d’électricité.

Pour en savoir plus

La rédaction de Toutvert.fr vous invite à découvrir ces autres articles :

• Zoom sur les éoliennes offshore !
• La baleine, un mammifère fascinant
• Comment bien choisir son poisson frais ?
• Hydroélectricité, vraiment l’énergie renouvelable de demain ?
• La pollution des océans, une situation alarmante
• Les îles Kiribati, leurs habitants parmi les premiers réfugiés climatiques
• Que sont les aires marines protégées ?