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Dossier Océan et Énergie - Énergie Thermique des Mers

Plaidoyer pour une contribution européenne au développement industriel de l“Énergie Thermique des Mers” dans les Régions Ultra Périphériques de l’Union Européenne

Le Club des Argonautes - Octobre 2006

Version Anglaise

Introduction

Au cours des dernières décennies s’est développée l’idée que le recours aux énergies renouvelables et propres s’imposerait comme une nécessité pour répondre aux besoins du monde en énergie primaire. Non seulement pour pallier de possibles ruptures d’approvisionnements en combustibles : fossiles et nucléaires du fait de conflits et d’embargos ou de la raréfaction des ressources, mais aussi pour réduire autant que faire se peut les effets graves et durables - sinon irréversibles - que l’usage de ces combustibles traditionnels pourraient causer à notre environnement naturel. 

Pour agir et répondre à cette évolution les voies sont multiples : économiser l’énergie, en produire en polluant moins, exploiter de nouvelles ressources propres et renouvelables. Et pour suivre cette troisième voie les ressources marines offrent un potentiel de production important. 

L’exploitation des ressources marines d’énergie renouvelable

La marée, le vent offshore, la houle, et l’Énergie Thermique des Mers (ETM) sont les phénomènes marins pour lesquels des procédés de conversion en énergie primaire ont déjà été testés en mer à des échelles extrapolables jusqu’à des puissances de plusieurs millions de watts (MW) et pour lesquels on dispose d’estimations de coûts de production montrant que l'ETM peut devenir compétitive à court ou moyen terme. 

Les procédés développés pour l’exploitation de ces phénomènes sont par nature réputés non polluants dans la mesure où ils n’introduisent dans la biosphère ni énergie, ni composants chimiques. Ils entraînent des perturbations des flux naturels d’énergie et de matière, des emprises sur le domaine maritime, des contraintes pour la navigation, et d’autres nuisances, visuelles, voire auditives, que l’ont peut considérer - a priori - bénignes pour des installations off-shore. Cette assertion reste à valider au fur et à mesure que se développera l’exploitation de ces ressources afin d’en préciser les impacts et les limites supportables. 

La ressource ETM est stockée sous forme de chaleur dans les eaux de surface chauffées par le soleil. Présente dans tout l’océan de la ceinture intertropicale, elle est abondante, stable et utilisable en régime de base 24 heures sur 24 et 365 jours par ans. Son potentiel théorique exploitable est estimé à cent fois celui de la marée et cinq à dix fois celui du vent ! Une part de ce potentiel se situe dans notre Z E E, la plus vaste après celle des USA.

L’ETM : principe de fonctionnement et perspectives d’industrialisation

En chauffant à sa température d’ébullition un fluide approprié sous sa forme liquide, il se transforme en vapeur. Si l’on fait passer cette vapeur dans une turbine couplée à un alternateur, avant de l’aspirer vers un condenseur où elle se refroidit et redevient liquide, on a réalisé une turbomachine à vapeur . Le procédé ETM fonctionne selon ce procédé. La «chaleur» nécessaire à la formation de vapeur est prélevée dans les eaux chaudes de surface de l’océan où la température peut atteindre 25 à 28 °C, et le "froid" nécessaire à sa condensation est fourni par l’eau pompée sous la thermocline, à quelques centaines de mètres de profondeur, là où sa température s’approche de quelques degrés centigrades. Le procédé ETM est donc identique à celui de nos centrales thermiques traditionnelles à combustibles fossiles ou nucléaire. Seules les conditions de fonctionnement changent. Le faible écart de température disponible dans l’ETM rend le procédé moins efficace et lourd en investissement. 

Grâce aux travaux français, avec les premières réalisations expérimentales des années 1930, il a été démontré que le procédé ETM était viable. Aujourd’hui ce sont les États-Unis et le Japon qui ont repris ce rôle pionnier pour explorer les solutions techniques et les options économiques rendant l’exploitation de l’ETM de plus en plus attrayantes. Ils ont optimisé les performances des équipements : échangeurs et turbines, et conforté le degré de confiance de la tenue “à la mer” des conduites d’aspiration d’eau profonde. Ils ont aussi développé le concept d’usines ETM "multi-produits". Ce concept d'usines de tailles modestes, de quelques dizaines de MW, permet de valoriser les autres utilisations des eaux froides profondes: pour le conditionnement d’air, la production d'eau douce et de produits aquacoles. 

Américains et japonais ont également étudié l’extrapolation de la filière ETM à des usines flottantes de plusieurs centaines de MW pour produire des combustibles synthétiques transportables par navires citerne répondant aux besoins des pays industrialisés éloignés des zones où se situe la ressource ETM. 

Pendant le fonctionnement de leurs usines expérimentales, américains et japonais ont aussi acquis des données sur les effets des effluents rejetés dans le milieu naturel - notamment ceux d’eau profonde, encore froids et riches en sels minéraux - et abordé l’étude des limites de l’exploitation durable de la ressource. Sur cet aspect, le Club des Argonautes propose un programme de recherche.

L’ETM : une énergie marine négligée par l’Europe.

La ressource ETM, renouvelable, stable, et abondante, offre des perspectives d’exploitation multiformes particulièrement attrayantes. Les promoteurs américains et japonais imaginent son développement en 3 étapes complémentaires de difficultés croissantes - l’aboutissement favorable de la première autorisant l’engagement de la seconde, puis de la troisième. 

La première étape visera l’industrialisation de petites usines «multi-produits» répondant aux besoins immédiats de pays du "Sud" ayant un accès direct à cette ressource non intermittente. Elle serait réalisée en partenariat et avec l’appui technique et financier de la communauté internationale des pays industrialisés. 

Dans la seconde étape, l’expérience acquise pendant l’exploitation des usines de première génération servira à l’extrapolation des technologies vers des unités de capacités de production répondant à la demande de pays industrialisés, d’abord pour alimenter en électricité des villes côtières de la zone tropicale puis, pendant la troisième étape, pour la production et le transport de combustibles synthétiques (Ammoniac, méthanol, ou hydrogène), à destination du monde entier. 

En parallèle avec l’évolution technique et la réduction des coûts qui accompagneront un tel développement incrémental de la filière, la connaissance des impacts des prises d’eaux et rejets d’effluents s'améliorera. L’observation sur plusieurs décennies, du fonctionnement de centrales de capacités croissantes permettra d’en prévoir les effets sur l’environnement local, voire régional et global, et de mettre au point les politiques et les procédures de gestion des rejets, notamment la valorisation éventuelle du rejet d'eau froide. 

Après avoir été le pays pionnier de l’ETM au début du siècle dernier et après avoir encore lourdement investi entre 1982 et 1985 dans l’étude d’avant-projet d’une usine ETM pilote de 5 MW destinée à la Polynésie Française, la France a abandonné en 1986 tout effort dans ce domaine ; cela au motif que le coût de l’énergie produite n’était pas compétitif avec celui du marché d’alors sur le Territoire ! ce qui était a priori une évidence s’agissant d’un premier pilote d’une filière non mature. 

On ne peut que regretter cet abandon et l’absence d’initiatives pour organiser au niveau national ou européen la valorisation et la poursuite des travaux déjà engagés. Tous les investissements consentis au titre des fonds de Recherche de l’Union Européenne pour le développement des filières renouvelables portent sur les ressources renouvelables dites «indigènes» ce qui exclut implicitement l’ETM dont la ressource se situe dans l’océan tropical. Cet argument est doublement injustifié puisqu’il empêche de mettre à profit la ressource disponible dans les Régions Ultra Périphériques, (et plus largement dans une bonne part des Zones Économiques Exclusives de l‘Union Européenne) et exclut de facto les industriels européens, présents dans le secteur de l’énergie, d’un futur marché d’équipements que d’autres pays estiment important et prometteur. 

On a brièvement présenté ici les raisons de ce plaidoyer en faveur d’une contribution européenne au développement industriel de l“Énergie Thermique des Mers” dans les Régions Ultra Périphériques de l’Union Européenne dont le contenu reste à définir.

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