L'Énergie houlomotrice et la force des vagues

Qu'est-ce que l'énergie houlomotrice ?

L'énergie houlomotrice est une forme d'énergie renouvelable produite à partir du mouvement des vagues. Les vagues se forment naturellement à la surface de l’eau sous l'influence du vent. La taille des vagues dépend de la vitesse et de la direction du vent. Ces vagues parcourent de longues distances et forment ce qu’on appelle la houle, un mouvement d'ondulation qui agite la mer sans faire déferler les vagues.

L’objectif de l'énergie houlomotrice est de transformer au moyen de convertisseurs d’énergie, ce mouvement naturel en une force mécanique générée par la houle, pour ensuite la transformer en électricité.

Elle se distingue de l'énergie marémotrice, qui exploite les marées plutôt que les vagues.

C’est une source d'énergie prometteuse car les vagues représentent une ressource naturelle inépuisable et les côtes exposées aux vents peuvent être exploitées.

L’énergie houlomotrice fait donc partie du mix énergétique renouvelable, avec l’objectif de réduire la dépendance aux énergies fossiles.

Comment fonctionne l'énergie houlomotrice ?

Le principe de base de l'énergie houlomotrice repose sur des convertisseurs développés aussi bien pour extraire l’énergie des vagues en eaux peu profondes qu’en eaux profondes.
Les vagues, en frappant les structures installées en mer, provoquent des mouvements mécaniques qui sont captés par différents types de systèmes. Ces mouvements sont ensuite convertis en électricité grâce à des dispositifs tels que des turbines.

Les systèmes houlomoteurs et leur fonctionnement

Il existe plusieurs systèmes pour capter l'énergie des vagues et la transformer en électricité. Les plus courants incluent :

• Les colonnes d'eau oscillantes (OWC) : ce système utilise la pression de l'air par l’oscillation de l’eau dans une chambre connectée à l'océan. L'air comprimé actionne une turbine, produisant ainsi de l'électricité.
• Les systèmes à déferlement : la définition du déferlement est l’action de se répandre comme une vague. Cette technique utilise donc les vagues qui s'écrasent sur des structures artificielles qui se déversent ensuite dans des réservoirs élevés capables de libérer leur énergie à travers des turbines à basse chute. 
•  Les bouées houlomotrices : ces systèmes à flotteurs mis en mouvement par les vagues captent le mouvement vertical des vagues, activent ensuite des mécanismes de conversion énergétique qui peuvent être hydrauliques ou recourir à des générateurs électriques directs.
• Les systèmes ancrés au fond : des panneaux fixés au fond marin exploitent l'oscillation de l'eau induite par les vagues. La dynamique sous-marine du fluide est alors utilisée et transformée en énergie mécanique, puis électrique.

Chacun de ces systèmes présente des avantages et des limites, mais tous exploitent la force naturelle des vagues pour créer une énergie durable. Ces différentes technologies sont encore en phase de développement, mais elles offrent des perspectives intéressantes pour une production d'électricité verte en mer.

Avantages et inconvénients de l'énergie houlomotrice

Quels sont les avantages de l'énergie houlomotrice ?

L'énergie houlomotrice présente plusieurs avantages.

En tant qu'énergie renouvelable, ce n’est pas uniquement une énergie abondante, c’est aussi une ressource assez simple à anticiper et complémentaire à d'autres sources d'énergie. Son rythme est différent de celui des autres énergies variables que sont le solaire et l’éolien puisqu'elle peut produire de l'électricité en continu même lorsque le vent est absent.

Enfin, elle ne produit pas de gaz à effet de serre et n'émet pas de polluants, ce qui en fait une solution respectueuse de l'environnement.

Quels sont les freins au développement de l'énergie houlomotrice ?

Cependant, cette technologie rencontre également des défis. 

Le coût de développement et d’installation des infrastructures est encore élevé, et les technologies actuelles doivent être améliorées pour être plus efficaces. De plus, les impacts environnementaux potentiels sur les écosystèmes marins, notamment les perturbations pour la faune sous-marine et les critiques potentielles dans l’intégration visuelle et sonore des installations sont encore à l’étude.

Enfin les équipements doivent supporter des conditions parfois extrêmes de tempêtes ou conditions météorologiques difficiles.

Quel est le potentiel de l'énergie houlomotrice mondial et en France ?

En France : Fort potentiel sur les côtes atlantiques

Avec au moins 20 000 kilomètres de côtes France et départements et collectivités d’outre-mer, le potentiel de l'énergie houlomotrice est particulièrement fort. Principalement sur la façade atlantique et en Manche, dans des régions comme la Bretagne et la Normandie, où la houle est constante et puissante, des projets pilotes sont en cours de test.

En 2019, un prototype a été installé au large du Croisic dans le cadre du Programme des Investissements d’Avenir (dispositif PIAVE) initié par le gouvernement.

Dans les DOM-COM, un fort potentiel est identifié à la Réunion, en Polynésie et en Nouvelle Calédonie ainsi que localement en Martinique et en Guadeloupe.

Potentiel d'énergie houlomotrice à l’international

L'énergie houlomotrice possède un potentiel colossal dans le paysage énergétique mondial. En effet, 71 % de la surface terrestre est recouverte par la mer ou l’océan.

À l’échelle mondiale, des initiatives ont vu le jour dans des pays comme le Royaume-Uni, le Portugal et l'Australie investissent également dans des projets houlomoteurs prometteurs. Ces projets visent à tester et perfectionner les technologies pour rendre cette source d'énergie plus rentable et plus accessible.

L'Agence Internationale de l'Énergie (AIE) estime que l'énergie houlomotrice pourrait contribuer de manière significative au mix énergétique mondial d’ici quelques décennies, à mesure que les technologies se perfectionnent et que les coûts baissent.

Selon le Conseil Mondial de l’Énergie, 10 % de la demande annuelle mondiale en électricité, pourraient être couverts par la production houlomotrice, soit un potentiel techniquement exploitable de 1400 terawattheure/an.

Quels sont les rendements et rentabilités de l'énergie houlomotrice ?

Le rendement et la rentabilité de l’énergie houlomotrice dépendent de plusieurs facteurs, notamment la hauteur des vagues et l'environnement marin dans lequel les systèmes sont installés. Les zones côtières avec une houle régulière et puissante offrent un potentiel énergétique plus élevé.

Cependant, les coûts initiaux restent encore supérieurs à ceux d’autres énergies renouvelables comme l’éolien ou le solaire, principalement en raison des infrastructures complexes et des défis d’installation en milieu marin. Des innovations technologiques, telles que des matériaux plus résistants et des systèmes de conversion plus efficaces, visent à améliorer ce rendement tout en réduisant les coûts à long terme.

Quel est l’mpact environnemental de l'énergie houlomotrice ?

L'impact environnemental des systèmes houlomoteurs reste un sujet de préoccupation. Les installations en mer peuvent potentiellement perturber les habitats marins et humains. Toutefois, des solutions sont en cours de développement pour minimiser ces effets, notamment en optimisant l'emplacement des infrastructures et en améliorant leur conception.

Comparée à l’éolien offshore, l’énergie houlomotrice présente un impact environnemental moindre en termes d’emprise au sol. Cependant, comme toute nouvelle technologie, elle nécessite une surveillance rigoureuse pour s’assurer de sa compatibilité avec les écosystèmes marins.

L'énergie houlomotrice représente une solution d'avenir dans le cadre de la transition énergétique mondiale. Bien que les technologies soient encore en développement et que des défis subsistent, cette source d'énergie renouvelable offre un potentiel intéressant pour diversifier le mix énergétique, notamment en France. Les prochaines années verront probablement de nouvelles innovations dans ce domaine, renforçant ainsi son rôle dans la production d'électricité verte.