En tirant parti des forces marines, les EMR contribuent à la diversification du mix énergétique et à la décarbonation de la production d’électricité.
Les énergies marines renouvelables sont produites à partir des ressources naturelles océaniques.
Selon le ministère de la Transition écologique, les EMR englobent « l’ensemble des technologies permettant de produire de l’électricité décarbonée à partir de différentes forces ou ressources disponibles du milieu marin ».
L’énergie marine renouvelable est issue de phénomènes physiques marins qui se renouvellent en permanence. Parmi eux, nous retrouvons les marées, les courants, les vagues, la houle, le vent, les échanges thermiques, la salinité ou encore la biomasse. Ensemble, ces filières sont regroupées sous l’acronyme EMR.
Depuis le début des années 2000, les énergies maritimes renouvelables progressent à un rythme soutenu. Leur potentiel est porté par deux facteurs :
Les énergies marines renouvelables participent à la diversification du mix énergétique, tout en réduisant la dépendance aux énergies fossiles. En valorisant les ressources naturelles des océans, elles complètent les autres filières renouvelables, comme le solaire ou l’éolien terrestre. Du fait de leur stabilité – régularité et prévisibilité de la ressource, – les EMR renforcent la sécurité d’approvisionnement.
Sur le plan environnemental, l’énergie marine renouvelable génère très peu d’émissions de gaz à effet de serre en phase d’exploitation. Elle constitue ainsi un véritable levier pour atteindre les objectifs climatiques fixés au niveau européen.
Sur le plan économique, les EMR stimulent le développement côtier. Leur déploiement favorise la création d’emplois industriels et de services, l’activité portuaire et la structuration de nouvelles filières exportatrices. Ce dynamisme s’accompagne d’un transfert de compétences vers des domaines de haute technicité : ingénierie maritime, robotique sous-marine, maintenance, observation environnementale…
Les EMR se divisent en cinq principales filières, avec des niveaux de maturité différents.
Cette technologie exploite les variations des marées. En termes plus techniques, elle s’appuie sur le marnage, c’est-à-dire la différence de niveau entre la marée haute et la marée basse. Le marnage repose sur la mise en mouvement de grandes masses d’eau. Retenues temporairement par un barrage, elles sont ensuite libérées pour actionner des turbines reliées à un alternateur. À la manière d’une centrale hydroélectrique, l’énergie de l’eau est ainsi convertie en électricité.
Le phénomène de marée est intermittent, certes, mais il a l’avantage d’être parfaitement prévisible. L’énergie marémotrice fait ainsi partie des énergies renouvelables dont la production peut être planifiée à long terme. Certaines infrastructures, équipées d’un système de turbinage et de pompage, ont la capacité de stocker l’énergie générée pour couvrir les pics de consommation. À l’échelle planétaire, le potentiel marémoteur est estimé à près de 380 TWh (térawatts-heure) par an, soit 1,5 à 2 % de la production électrique mondiale.
Pour en savoir plus, consultez notre article sur la turbine hydroélectrique.
Immergées à une profondeur de 30 à 40 mètres, les hydroliennes transforment, via une dynamo, l’énergie cinétique des courants sous-marins en électricité. Ces sortes d’éoliennes subaquatiques sont mises en place dans des zones de fort courant (plus de 4 à 5 nœuds, soit environ 7 à 9 km/h).
Du fait de la masse volumique de l’eau, environ 800 fois plus élevée que celle de l’air, les hydroliennes sont beaucoup plus petites en comparaison des éoliennes.
Pour en savoir plus, découvrez dans notre article les avantages et inconvénients de l’énergie hydraulique.
Pour produire de l’électricité, les solutions houlomotrices exploitent la force de la houle, c’est-à-dire le mouvement ondulatoire de la surface de l’eau né sous l’effet du vent. Ces vagues successives se propagent parfois sur de très longues distances. En raison de freins économiques et technologiques, ce type d’EMR n’est pas encore mûr. Les systèmes existants ou en phase de recherche sont classés en six catégories :
Encore appelée énergie maréthermique, l’ETM consiste à exploiter la différence de température entre les eaux de surface (chaudes) et les eaux profondes (froides). Ce procédé repose sur le principe d’une pompe à chaleur : un fluide (souvent de l’ammoniac) circule dans un circuit. L’eau chaude en surface provoque l’évaporation de ce fluide. La vapeur générée actionne alors une turbine reliée à un alternateur pour produire de l’électricité. L’eau froide prélevée en profondeur condense ensuite la vapeur, laquelle retrouve son état liquide et recommence un nouveau cycle. Les centrales ETM peuvent fonctionner à partir d’un circuit ouvert, fermé (nous parlons de cycle de Rankine) ou hybride (combinaison des deux).
En zone intertropicale, l’énergie thermique des mers a l’avantage d’être abondante, prévisible et disponible en continu. En effet, pour rendre l’ETM exploitable, la différence de température doit être au moins égale à 20 °C. Or, dans ces zones, nous observons une température de 24 °C en surface et de 4 °C à 1 000 m de profondeur. Bien que prometteuse, l’ETM est non aboutie à l’heure actuelle.
Filière marine la plus mature et la plus compétitive aujourd’hui, l’éolien offshore se divise en deux grandes catégories.
Addition faite de la mer territoriale et des 9,63 millions de km² de zone économique exclusive (ZEE), la France totalise 10 186 624 km² d’espace maritime. Elle se place ainsi seconde au niveau mondial, juste après les États-Unis (11 351 000 km² ). L’Hexagone y développe des projets pilotes, des centres d’essais et des partenariats publics-privés.
Différents sites structurent la filière française des EMR. Première mondiale, l’usine marémotrice de La Rance (Bretagne) a été mise en service en 1966. De par ses dimensions, elle reste aujourd’hui la seconde centrale marémotrice au monde. D’une puissance de 240 MW (mégawatts), elle produit plus de 500 GWh (gigawatts-heure) par an, soit l’équivalent de 0,1 % de la production électrique française.
En juin 2015, la PME bretonne Sabella a immergé une hydrolienne au large de l'île d'Ouessant (Finistère). Elle est la seule en France, à l’heure actuelle, à produire de l'électricité. Du côté de l’éolien offshore, la France a inauguré, en 2022, son premier parc en mer au large de Saint-Nazaire. Il est suivi, en 2024, par ceux de Fécamp (Seine-Maritime) et Saint-Brieuc (Côtes-d’Armor). Avec une puissance installée d'environ 1,4 GW, ils alimentent près de 2 millions de foyers français en électricité.
En 2022, des objectifs ambitieux ont été annoncés par le Gouvernement concernant l’éolien en mer :
En juin 2023, lors de la révision de la Stratégie française pour l’énergie et le climat (SFEC), les pouvoirs publics revoyaient leurs ambitions à la hausse en raison de tensions identifiées sur le système électrique. La trajectoire à atteindre pour l’éolien en mer a ainsi été fixée à 45 GW d’ici 2050.
Les projets d’énergies marines renouvelables français s’appuient sur une coalition multi-acteurs :
* Ocean Power, Neopolia, Normandie Maritime, Aquitaine Blue Energies, Wind’Occ et Sudeole
L’exploitation des ressources marines présente un intérêt sur le plan énergétique, économique et stratégique, mais elle suppose encore des efforts techniques et environnementaux.
En plus de réduire la consommation d’énergie fossile, les énergies maritimes renouvelables sont un puissant levier économique, avec l’émergence de nouvelles opportunités d’emplois verts. En France, sur la seule filière de l’éolien en mer, le nombre d’emplois directs et indirects créés pourrait passer de 6 500 en 2021 à 20 000 d’ici 2035.
D’un point de vue environnemental, les impacts les plus suivis concernent les écosystèmes marins, la qualité du milieu marin et les usages concurrents.
C’est pourquoi, en amont, les projets EMR nécessitent une étude approfondie.
Sur le plan social, les effets à observer sont relatifs aux investissements portuaires d’une part, et aux revenus fiscaux d'autre part.
Les EMR disposent d’un fort potentiel, mais leur industrialisation dépend de nombreux facteurs, par exemple :
L’avenir de la filière repose sur plusieurs dynamiques.
Les années à venir verront la montée en puissance de l’éolien flottant, avec trois fermes pilotes déjà engagées à Faraman (Bouches-du-Rhône), Leucate et Gruissan (Aude). Le parc éolien en mer de Courseulles-sur-Mer (Calvados), prévu à l’origine pour 2024, puis reporté à 2025, sera finalement mis en service fin 2027. Les parcs éoliens en mer de Dieppe-Le-Tréport (Seine-Maritime) et Dunkerque (Nord) devraient de leur côté entrer en production à l’horizon 2026 et 2028, respectivement.
Pour limiter les émissions de gaz à effet de serre, la France s'est donné pour objectif d'atteindre 33 % d’énergies renouvelables dans son mix énergétique d’ici 2030, contre 20 % actuellement, sans précision, pour l’heure, sur la part d’énergies marines renouvelables.
Le développement des EMR passe par une simplification des procédures d’autorisations, la mobilisation d’investissements publics et privés et le renforcement des infrastructures industrielles et portuaires.
L’énergie marine désigne une énergie issue de la mer. Elle devient renouvelable lorsque sa source (marées, vent, houle…) est naturellement régénérée.
Nous distinguons cinq grandes familles : l’énergie marémotrice, l’énergie hydrolienne, l’énergie houlomotrice, l’énergie thermique des mers et l’énergie éolienne en mer.
La mer n’est pas une énergie en soi, mais un milieu regroupant plusieurs sources renouvelables exploitables.
