La force de Neptune
2005/09/01 Irazabalbeitia, Inaki - kimikaria eta zientzia-dibulgatzaileaElhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
L'énergie de la mer est généralement mentionnée lorsque la liste des substituts est établie. En quoi consiste l'exploitation de l'énergie de la mer ? Nous voyons les parcs éoliens sur nos sommets, le réservoir de carburant peut être rempli de biodiesel dans plusieurs zones, une centrale électrique de Sangüesa se nourrit de paille...
Au contraire, nous ne savons pas si elle a été déplacée par l'énergie de la mer. Récemment, nous avons lu dans cette revue que, profitant de la construction du nouveau barrage de Mutriku, une centrale pilote sera mise en place qui profitera de l’énergie des vagues. Est-ce tout ? Il ne semble pas.
Les océans comme réservoir d'énergie
On sait que les océans couvrent les trois quarts de la surface terrestre, ce qui en fait des grands magasins d'énergie. Au fond noir, l'océan devient source d'énergie par les effets de la Lune et, en particulier, du Soleil. Comment exploiter cette ressource ? L'énergie amovible de la mer peut être divisée en six grands groupes, qui apparaissent dans le tableau ci-dessous.
Il semble que chacun de ces ensembles a ses caractéristiques, difficultés et avantages. Cependant, on peut dire que, sauf pour les vents marins, tous se trouvent dans des conditions préconçues suffisantes, c'est-à-dire loin d'une source d'énergie fiable et étendue. Certains, comme l'énergie des vagues, peuvent être proches d'être commerciaux. En fait, l'exploitation commerciale de l'énergie des vagues pourrait être aujourd'hui dans une situation similaire à celle de l'énergie éolienne il y a quinze ou vingt ans.
FEB
Ce système exploite la différence de température entre les eaux de surface des océans et les eaux profondes. Les installations OTEC sont des échangeurs de chaleur où un liquide s'évapore par l'eau chaude superficielle pour actionner une turbine et, plus tard, pour se liquéfier par des eaux profondes froides. L'énergie électrique est produite dans la turbine. L'énergie électrique peut être directement connectée au réseau ou utilisée pour produire une autre source d'énergie secondaire, comme l'hydrogène à partir des eaux marines.
Pour un bon fonctionnement du système, le gradient de température minimum est de 20ºC. Cette situation ne se produit que dans les océans tropicaux, ce qui limite fortement la disponibilité du système, en dehors des problèmes technologiques. De même, il faut atteindre une profondeur de 1000 m pour pouvoir trouver ce gradient. Cela éloigne les centrales électriques de la côte.
Le système OTEC n'est pas nouveau. Depuis 18 ans, nous en avons parlé dans la revue Elhuyar, et la vérité est que ce qui a été dit et l'inquiétude qui a été faite est maintenue. Dans diverses régions du Pacifique, en particulier à Hawaï, des recherches approfondies ont été menées et des usines pilotes ont été mises en place, mais il ne semble pas que nous ayons une exploitation commerciale étendue.
Gradient de salinité
Ce système d'extraction d'énergie de la mer est le plus éloigné de l'utilisation commerciale. La mousse peut être utilisable au milieu de ce siècle. La base de ce système est l'exploitation de l'entropie qui est généré dans le mélange d'eau douce et salée.
Le mélange d'eau salée et d'eau douce permet d'obtenir une énergie allant jusqu'à 2,6 MW m 3 /s. Pour l'extraction de cette énergie, différentes voies ont été proposées : profiter de la différence de pression de vapeur entre l'eau douce et le sel, ou utiliser la capacité différente des polymères organiques à souffler dans l'eau douce et salée. Cependant, les membranes semi-perméables et celles qui utilisent des processus d'osmose semblent les plus accessibles: osmose retardée par la pression (PRO) et osmose (RED).
Dans le processus RED, on utilise alternativement des cellules remplies d'eau douce ou salée dans lesquelles les ions de sel migrent dans des membranes de diffusion naturelle et génèrent un courant continu à basse tension. Les membranes utilisées dans la méthode PRO sont plus perméables à l'eau que le sel, et si l'eau douce et salée sont séparées par ces membranes, l'osmose obligera l'eau douce à se déplacer vers la zone d'eau salée, en obtenant une pression hydrostatique de 26 bar.
Ce système présente des avantages évidents face à d'autres formes d'extraction d'énergie marine, notamment par son caractère continu et par la possibilité de construire des installations de toutes dimensions, tant de l'embouchure d'une rivière que d'une rivière à grand débit. Cependant, de nombreux domaines de la technologie ont encore besoin d'un grand développement.
Énergie du vent
L'énergie éolienne terrestre est habituelle parmi nous. D'autres pays, comme la Suède, construisent des parcs avec des éoliennes situées en mer.
Technologiquement, ils ne présentent pas de différences significatives par rapport aux terres, en plus de la protection nécessaire pour travailler dans un environnement surligné, mais ils n'ont pas tellement augmenté, même si le vent marin est plus fort et stable que celui terrestre. Sa principale raison est le coût, tant d'installation que d'entretien.
Ils doivent aussi surmonter des attitudes contraires à la société. Par exemple, les pêcheurs se sont montrés contre le parc éolien marin que Greenpeace veut pousser contre le Tarifa d'Andalousie, parce qu'ils pensent qu'il réduira la pêche.
Courants marins
Dans de nombreux endroits, les courants marins ont une grande force. Par conséquent, on pourrait penser qu'ils peuvent être utilisés pour générer de l'énergie électrique. Dire et faire. Il n'y a pas encore d'installations qui alimentent le réseau électrique, mais certaines installations pilotes sont déjà testées, comme par exemple dans le canal de Bristol, d'IT Power. Les instruments d'exploitation des courants sont des structures installées sur le fond marin, en forme d'hélices qui sont placées sous l'eau à une profondeur adéquate. Le courant fait tourner les pales de l'hélice. Ils ont la forme d'éoliennes immergées.
Les avantages de cette source énergétique se concentrent sur trois: la disponibilité de la technologie, son emplacement sur la côte et son faible impact environnemental. Cependant, il présente également des inconvénients tels que la nécessité d'emplacements spéciaux et les coûts élevés d'installation et de maintenance.
Énergie des marées
Parmi nous est assez connue la centrale de La Rance (Bretagne), qui tire profit de l'énergie des marées. Il ya d'autres dans le monde, comme la Chine et le Canada, et sur la côte basque ont été utilisés moulins à marée. La technologie utilisée par ces centrales est très simple : elles sont formées par un barrage qui stocke l'eau lorsque la marée monte et un bouquet de turbines. Cependant, elle n'est pas très répandue et ne semble pas s'étendre beaucoup, en raison de la nécessité d'espaces singuliers comme l'estuaire et les impacts environnementaux qu'elle a.
Énergie des vagues
Dans le numéro 209 de ce magazine, concrètement dans celui de mai d'hier, on a fait un réexamen à l'énergie des vagues, spécialement aux installations situées sur la côte, avec l'excuse de la turbine qu'EVE prévoit réaliser à Mutriku et qu'elle utilisera la technologie OWC.
Cependant, il existe d'autres alternatives pour l'utilisation de l'énergie des vagues, parmi lesquelles se distinguent les installations qui se mettent en flottaison ou semi-flottaison en mer, et qui existent dans le monde une infinité de projets pour profiter de cette façon de l'énergie des vagues. L'un d'eux est le Pelamis, qui est déjà en session pilote.
Pelamis est un long tube en forme de ver qui flotte en haute mer. Ce tube, de 150 m de longueur et 3,5 m de diamètre, est divisé en quatre tronçons. Pelamis peut se déplacer vers le haut et vers le bas et vers la gauche et la droite par action de la houle, faisant passer l'huile d'un circuit hydraulique par les turbines génératrices d'énergie électrique. Ces structures de type ver seraient ancrées dans une sorte de réseau près de la côte. Un parc de 1 km 2 pelamis pourrait fournir de l'énergie électrique de 30 MW.
L'exploitation énergétique des mers est à ses débuts. La plupart des projets n'ont pas été testés. Cependant, il est l'un des futurs plus prometteurs et étendus dans le domaine des énergies alternatives. Il ne devrait donc pas nous étonner qu'en quelques années, les parties importantes de l'approvisionnement mondial en énergie électrique proviennent de la mer.
Énergie marine dans le Pays Basque
Le projet que doit réaliser l'EVE à Mutriku prétend démontrer que l'énergie marine a commencé à démarrer en Euskal Herria. Dans notre cas, l'énergie des marées, des systèmes comme OTEC ou l'exploitation des courants marins n'a pas de sens parce que le niveau des marées est trop bas (4,5 m), la différence de température entre les eaux superficielles et les eaux profondes est trop réduite et il n'y a pas de courants marins significatifs.
Cependant, du point de vue de l'énergie des vagues et de l'énergie des vents marins sont de bonnes options. Seulement compte tenu de la direction et la force du vent, il est possible de construire des parcs éoliens marins sur la côte basque, mais compte tenu de l'effondrement rapide de la plate-forme continentale, il ne semble pas aller sur cette voie pour des problèmes économiques.
L'énergie des vagues peut avoir un avenir. Selon l'étude réalisée par César Vidal à l'Université de Cantabrie, la côte basque est un endroit idéal pour profiter de l'énergie des vagues. Vidal a souligné deux caractéristiques: d'une part, la force expressive des vagues et, d'autre part, leur faible variabilité de direction. En fait, dans le Cantabrique, les vagues dominent le nord-ouest.
En plus de celle de Mutriku, il y aura bientôt une autre usine pilote sur la mer de Biscaye. Promu par Iberdrola, à la hauteur du cap Pescador de Santoña (Cantabrie) sera construite une centrale flottante qui utilisera l'énergie des vagues entre 1,5 et 3 kilomètres de la côte. La technologie Ocean Power Technologies sera utilisée. La centrale sera formée de dix bouées de 150 kW qui seront reliées par un câble au réseau électrique. Il s'agit de déterminer la courbe de production, la capacité d'adaptation du système des marées à la différence de hauteur, les problèmes de maintenance, les coûts d'exploitation, l'interconnexion entre les unités et le réseau et les coûts d'investissement.
Des chercheurs et des technologues basques ne veulent pas rester en arrière dans ce domaine. En conséquence, la corporation Tecnalia a constitué un groupe de travail dans le projet Oceantec pour travailler dans le secteur des technologies des énergies marines. Il a quatre objectifs principaux: développer l'activité technologique nécessaire pour la création d'industrie dans le domaine des énergies marines; développer un système de production d'énergie; créer une infrastructure pilote et créer le Centre Basque des Énergies Marines.
D'autre part, l'activité de l'EVE ne se limitera pas seulement à l'initiative de Mutriku. En ce sens, une évaluation des ressources est en cours, comme les caractéristiques des vagues qui frappent la côte basque. Dans ce contexte, le rapport du professeur Vidal mentionné ci-dessus est encadré. Il vise également à promouvoir le secteur basque des énergies marines.
Les défis de l'énergie marine
Compte tenu de ce qui a été entendu dans la journée organisée par l'EVE, on pourrait penser que la situation de l'énergie marine est similaire à celle de l'énergie éolienne il ya une quinzaine d'années. En fait, certaines technologies sont développées et nous sommes en mesure de faire le bond dans le secteur commercial. Nous pouvons être aux portes de l'essor de l'énergie marine. Parmi les experts se trouvaient, outre la fiabilité des technologies, deux préoccupations principales : d'une part, transformer les technologies de l'énergie des vagues en attractives face au monde financier pour attirer les investissements et mettre en place le business énergétique des vagues, et de l'autre, minimiser l'impact visuel des installations d'exploitation énergétique des vagues.
Certains experts ont mis l'accent sur la fiabilité de la technologie, et en particulier sur le développement de normes de comparaison des systèmes. C'est-à-dire, dans la nécessité de lancer une technologie de l'énergie marine type ISO. À cet égard, le travail réalisé par le centre EMEC situé dans les îles Orkney en Écosse a été considéré comme très important. Cette organisation travaille sur le développement de ces normes et a travaillé pendant quatre ans sur un système OWC qui est actuellement testé par Pelamis.
