L'énergie hydrolienne, une énergie qu'il ne faudrait pas négliger.

     
Un projet intéressant de la société Hydrohelix, une rangée d'hydroliennes pour capter la force des courants de marée dans l'embouchure des fleuves.

Comment le courant peut-il faire de l'électricité ?

Les sites favorables sont des sites côtiers permettant l'encrage des hélices. On dispose de deux possibilités pour fixer les hydroliennes. Soit on monte les hélices sur des supports verticaux posé sur le fond (ce qui ressemble aux éoliennes), soit on attache par des câbles un ensemble générateur / turbine qui flotte à mi-profondeur pour capter au mieux l'énergie du courant et ne pas gêner la navigation de surface.

Le principal problème est causé par la corrosion de l'eau de mer. Nous disposons cependant de revêtements anti rouille très performants et ce vieux rêve technologique pourrait bien devenir la réalité dans peu de temps.

Regardons maintenant où nous pourrions rencontrer des sites favorables à l'implantation d'hydroliennes. Tous les courants de surface peuvent être exploités, voici donc la carte mondiale de ces courants.

Objections à l'implantation des hydroliennes

Les hydroliennes rencontrent comme les éoliennes offshore une forte opposition des pêcheurs qui craignent de casser leurs filets dans ces installations métalliques. En réalité seuls les gros chalutiers se verraient interdire l'approche des hydroliennes, les petits bateaux de pêche disposant de ligne et de casier pourront accéder à ces zones devenues de véritables sanctuaires à poisson. 

Il faudra aussi tenir compte des militaires qui pourraient causer de gros dommages avec les sous-marins et des routes maritimes habituellement empruntée par la marine marchande.

Un projet d'hydroliennes au large du Cotentin et de la Bretagne, EDF s'intéresse aux courants marins.

Des prototypes d'hydroliennes seront immergés dans le Cotentin et en Bretagne. L'objectif ? Produire de l'électricité à partir des courants marins. Pour EDF, la première étape du projet consiste à mesurer le potentiel énergétique de ces courants.
D'ici à quelques années, des champs d'hydroliennes pourraient fleurir à proximité des côtes de Bretagne et du Cotentin. C'est dans la Manche , en effet, que se concentre l'essentiel du potentiel de cette forme d'énergie. L'hydrolienne est à l'eau ce que l'éolienne est à l'air. Le principe est simple. La force des courants marins actionne les pales d'un ou de plusieurs rotors. L'énergie mécanique produite par la rotation des pales est transformée en énergie électrique.
Ces « éoliennes sous marines » sont attractives pour plusieurs raisons. « D'une part, la production d'électricité est prévisible, puisque les marées peuvent être calculées à l'avance. Par ailleurs l'espace nécessaire pour ces installations et l'impact sur l'environnement sont réduits. Enfin les courants marins constituent une ressource énergétique intéressante car la densité de l'eau est importante (1.000 fois supérieure à celle de l'air). », explique Cyrille Arbonnel, chargé du projet hydroliennes à EDF.
Hier, des courantomètres ont été installés près de la pointe de Barfleur, dans le Cotentin. Ils vont mesurer, pendant quinze jours, l'énergie produite par les courants marins. Immergés entre 20 et 50 mètres de profondeur, ils seront signalisés en
surface par des bouées lumineuses. La même opération sera renouvelée, au printemps, sur les côtes bretonnes. Cyrille Arbonnel estime que « 3 000 mégawatts peuvent être installés en France. Soit 20 % du potentiel théorique européen, ce qui est important. L'objectif à terme est la mise en place d'ici 2008 d'un site démonstrateur industriel. »
Le temps de charge d'une hydrolienne, c'est-à-dire le temps durant lequel elle produit de l'électricité dans une année, sera de l'ordre de 40 %. Par comparaison, une centrale nucléaire comme Flamanville produit 2 600 mégawatts quasiment sans arrêt.
Le projet est européen. Déjà, la Grande-Bretagne , la Norvège et l'Italie testent des prototypes. En France, l'Institut national polytechnique de Grenoble et la société Hydroélix Énergies de Quimper travaillent sur ces technologies. Mais on est encore loin de la phase industrielle. « Pour l'instant, il s'agit de doter EDF des éléments pour décider de l'implantation d'un site pilote. La prochaine étape consistera à s'associer avec des constructeurs de machines. » EDF croit au développement des énergies marines, mais ne veut pas brûler les étapes, échaudée par les critiques formulées à l'encontre des éoliennes. « Tout cela doit se faire en concertation avec les acteurs du monde maritime. À commencer par les pêcheurs. »
Le premier site pilote d'hydroliennes devrait être implanté en 2008. Pas forcément là où le courant est le plus fort, comme dans le raz Blanchard, où sa vitesse atteint 6 à 10 m par seconde. « Nous considérons qu'à partir de 2 m par seconde un courant est suffisamment fort pour faire fonctionner une hydrolienne. » À terme, des parcs de 10 à 50 machines pourraient coloniser certaines zones et compléter l'offre énergétique, notamment en bout de ligne, comme en Bretagne. « Il n'est pas exclu de décentraliser quelques unités pour alimenter des îles par exemple. »
Mieux, avec cette technologie EDF espère se placer à l'exportation. Les énergies renouvelables intéressent les pays en voie de développement.

(source de ce paragraphe : Ouest France du vendredi 7 janvier 2005 et dépêche AFP du 6 janvier 2005)

Utiliser l'énergie du Gulf Stream, un projet est en cours près des côtes de Floride aux États Unis.

Une première hydrolienne dans les eaux glacées de la Norvège

Ce mardi 20 janvier 2004, alors qu’une société de la région de Quimper travaille sur un projet d’hydroliennes dans le raz de sein. Hydrolienne, les norvégiens inaugurent une première hydrolienne de 20m de diamètre. Installée par 45m de fond à l’extrême Nord du pays, son potentiel électrique est 700.000 KWh/an.
A quelques 1000 km au Nord d'Oslo, la ville d'Hammerfest est facile à trouver, sur n'importe quelle carte : elle est toute en haut ! On ne peut se baigner dans les eaux glaciales de son littoral, mais le froid n'a jamais empêché une éolienne de tourner.

Le gel pourrait évidemment tout bloquer, mais l'éolienne (ou plutôt hydrolienne) d'Hammerfest est posée sur le fond de la mer, où il ne gèle jamais, et ce sont les marées qui la fait tourner. Avec des pales de 10 mètres qui tournent grâce à un courant dont la vitesse est de 2,5 m/s (lors du flux ou du reflux), mais avec des temps de pause au maximum du flot et à la fin du jusant, l'hydrolienne, dont le rotor tourne automatiquement pour se mettre face au courant, devrait générer en une année 700 000 kW. Ce qui est peu au regard de l'investissement nécessaire à sa mise en place (environ 10 millions d'euros). De plus, en cas de problème, plonger dans les eaux à 1°, et noires 6 mois par an, pour les opérations de maintenance, ne sera pas une mince affaire... Mais c'est tout à l'honneur des norvégiens que d'avoir fait ce choix de production 100 % écologique. ABB et Statoil sont parties prenantes dans le projet, et on sait que ces 2 sociétés investissent aussi dans l'hydrogène, comme au Japon, on devrait donc voir bientôt aussi en Europe des unités de production sous-marine d'hydrogène.

Et en France ? Voici un plaidoyer d'Hervé Majastre (un des fondateurs d'Hydrohélix Énergies) en faveur de l'énergie hydrolienne.

Il existe une source d’énergie propre, abondante, renouvelable, pas chère, parfaitement prédictible et qui ne défigure pas le paysage : les courants maritimes. Un peu partout dans le monde, des projets de turbines électriques sous-marines voient le jour. En France, seule une petite société bretonne située à Quimper dans le Finistère s’est lancée dans les "hydroliennes". Mais elle ne touche pas un centime d’EDF, qui préfère investir dans cette technologie... au Royaume-Uni.

Les côtes françaises sont pourtant parcourues par des marées puissantes et régulières. Le Service hydrographique et océanographique de la marine (Shom) est capable d’en prédire les fluctuations cent ans à l’avance. Les marées sont le fruit de l’attraction de la Lune, dont les mouvements sont connus avec une précision sans défaut. Rien à voir avec le vent, dont les changements de direction et de force ne peuvent être anticipés que de quatre à cinq jours au mieux, avec une précision très approximative. Contrairement aux éoliennes, l’énergie que les hydroliennes sont capables de produire peut donc être parfaitement planifiée.

Un rideau d'hélices sous-marines de 21 km de large : l’équivalent de trois réacteurs nucléaires ! 

Au large de Brest et de Cherbourg, la vitesse des courants est souvent supérieure à 12 km/h. Selon Hervé Majastre, l’un des deux fondateurs d’Hydrohélix, les courants littoraux bretons et normands sont capables de fournir une puissance de 3 gigawatts (GW), soit grosso modo l’équivalent de trois réacteurs nucléaires. Des pointes à 6 GW seraient possibles pendant les périodes de vives-eaux. La consommation instantanée d’électricité française se situe aux alentours de 50 GW. D’après Majastre, les courants marins pourraient donc fournir entre 6 et 12 % de l’électricité nécessaire à la France. Il faudrait installer 4 500 hydroliennes au fond des mers pour parvenir à un tel niveau de production. Cela représente un rideau d’hélices de quelque 21 km, disséminé à moins de 6 km des côtes, entre les îles de Sein et Ouessant et face au cap de la Hague, dans le Cotentin (à quelques encablures de la célèbre usine de retraitements de déchets nucléaires...).

D’après Hervé Majastre, le coût de l’électricité des hydroliennes serait équivalent à celui des éoliennes (un euro le watt) et sensiblement inférieur à celui du nucléaire (à peu près 1,4 euro le watt, d’après les rares estimations disponibles). La productivité de la technologie hydrohélienne est supérieure à celle des éoliennes. La qualité de la production permet une exploitation plus aisée. L'impact visuel est sans commune mesure avec l'éolien, et l'acceptation sociale devrait en être largement facilitée.

Ces nombreux avantages semblent pour l’instant laisser EDF indifférent. La France est pourtant à l’origine des premiers pas de l’énergie maritime, avec la construction de l’usine marée motrice de la Rance, près de Saint-Malo, en 1966. Une seule filiale du producteur national d’électricité s’intéresse aujourd’hui aux courants marins, mais elle se trouve en Angleterre.

Le Royaume-Uni se jette à l’eau grâce à l'argent d'EDF !

London Electricity, fournisseur d’électricité de la capitale britannique racheté par EDF en 1998, a investi l’an dernier pas loin  de cinq millions d’euros dans Marine Current Turbines (MCT). MCT a mis en route début août une petite turbine de 300 kW. Une éolienne à double hélice de 2 fois 500 kW prendra bientôt le relais. MCT espère pouvoir connecter son dispositif au réseau de distribution électrique anglais entre novembre 2004 et mai 2005.

Le Royaume-Uni s’intéresse de près à l’énergie des courants marins. Des initiatives similaires à celle de MCT sont en passe de voir le jour en Écosse et au Pays de Galles, financées par des consortiums associant les industriels et l’Etat. Les côtes de Grande-Bretagne profitent un peu partout de très fortes marées. Et la perspective du déclin annoncé des champs pétrolifères de la mer du Nord aiguillonne les autorités britanniques, qui investissent tous azimuts dans la recherche et le développement des énergies renouvelables.

Ailleurs, les sociétés Blue Energy au Canada, Hammerfest Stroem en Norvège et Enemar en Italie commercialisent déjà des systèmes de production électrique par les courants. Il s’agit pour l’instant de modestes installations "pilotes" d’une seule hélice (300 kW pour Hammerfest Stroem et 20 kW pour Enemar, dans le détroit de Messine). De nombreux projets d’usines électriques actionnées par les vagues existent également, au Pays de Galles, en Floride et en Nouvelle-Zélande notamment. Il s’agit de "serpents de mer" articulés d’une centaine de mètre de long : l’ondulation de la houle actionne des vérins qui produisent l’électricité.

En France, une seule PME, Iccap, installée à Brest, s’intéresse depuis 1998 à cette autre forme d’énergie propre et renouvelable qu’offre la mer. Avec un succès encore plus confidentiel que Hydrohélix.

Hervé Majastre suit avec une certaine amertume le succès naissant que connaît partout, sauf en France, l’énergie maritime. "Notre puissant lobby nucléaire continue à considérer avec condescendance l’hypothèse d’une prochaine crise de pénurie des énergies non renouvelables, alors que la production électrique française dépend à 75 % de l’extraction d’uranium", regrette-t-il.

EDF dispose aujourd’hui d’une puissance de 0,19 GW d’énergie éolienne et de 0,016 MW d’énergie solaire : à peine 0,5 % de la production nécessaire (environ 50 GW). Selon une directive européenne de septembre 2001, la France est censée faire passer de 15 à 21 % la proportion de son électricité produite à partir d’énergie renouvelable. Pour l’instant, l’essentiel de cette énergie est issu du réseau déjà très dense des barrages hydroélectriques, pratiquement parvenu à saturation. Après un quart de siècle d’oubli de l’énergie maritime depuis la construction de l’usine de la Rance, il serait peut-être temps de se pencher à nouveau sur une source d’énergie propre, qui semble bien plus avantageuse que l’éolien.

« Je suis un transfuge de la houille blanche à la houille bleue », se définit Hervé Majastre, un ingénieur de 40 ans. Précédemment spécialisé dans la construction de barrages, il est aujourd’hui engagé dans une aventure quasi-inédite en France, la production d’électricité à partir des courants marins. Le principe, en apparence élémentaire, consiste à exploiter l’énergie cinétique d’un fluide. Ce peut être celui du vent, par le truchement de pales d’éoliennes. Ou celui du courant, une idée mise en application avec succès à l’usine marémotrice de la Rance, dès 1960. Cette idée, adaptée non plus au courant d’un estuaire mais à celui des fonds marins, débouche sur le concept des hydroliennes, breveté en 1999 et mis au point par la société Hydrohélix Energies. Hervé Majastre et Jean-François Daviau, 50 ans, en sont les deux associés. « J’ai travaillé sur le développement de batteries au lithium pour les véhicules automobiles, raconte Hervé Majastre. Le problème vient du fait que, si on met un million de ces véhicules en circulation, il nous faudra 4 centrales nucléaires supplémentaires pour les alimenter en énergie. Une alternative consisterait à développer l’énergie éolienne, mais, compte tenu des résistances, son potentiel apparaît malheureusement homéopathique. D’où l’idée des hydroliennes ».

Inépuisable, presque gratuite et pourtant inexploitée en France.

Une hydrolienne est en fait une turbine sous-marine, arrimée au plateau continental par une vingtaine à quarantaine de mètres de fond. Hydrohélix dit avoir identifié trois sites appropriés au large des côtes françaises, sur lesquels les courants marins peuvent atteindre une vitesse de 12 à 18 kilomètres à l’heure. « La chaussée de Sein, dans le prolongement de Ouessant ; le Fromveur entre le Conquet et Ouessant ; la pointe de la Hague », énumère Hervé Majastre. Lequel évalue entre 3 et 6 gigawatts le potentiel énergétique de ces eaux. « Cela autorise une production de l’ordre de 5% de l’offre électrique française, l’équivalent de trois ou quatre centrales nucléaires. C’est un potentiel certes moins élevé que celui de l’éolien, mais très localisé ».

Hydrohelix Energies a identifié les sites favorables à l'implantation économique de sa technologie. Il en est dénombré plus de 200 sur le littoral atlantique français.
Sur le littoral breton, les trois principaux sites sont bien connus :
- La Chaussée de Sein (21 km de long) des courants jusqu'à 6 noeuds = une centrale de 1000 MW ;
- Le Fromveur (même installation) des courants jusqu'à 8 noeuds = une centrale de 2000 MW ;
- Le Raz Blanchard (même installation) des courants jusqu'à 10 noeud = une centrale de 3000 MW.
La puissance varie au cube de la vitesse, une même installation (en longueur) peut produire jusqu'à 3 fois plus pour une augmentation de la vitesse du courant de 50%. Le coût de l'investissement n'est pas identique, les installations doivent être dimensionnées en fonction de la force des courants maximums (mais le surcoût ne croit pas linéairement avec la puissance).

Carte qui montre la vitesse des courants dans la manche et qui indique les sites les plus favorables à l'implantation d'hydrolienne.

Afin de démontrer l'intérêt de ces trois sites majeurs, la figure suivante représente la production électrique en fonction du temps pour les 3 sites. Compte tenu de vitesse de propagation de l'onde de marée et de son orientation, le décalage dans temps est de 5 minutes entre la Chaussée de Sein et le Fromveur et de 3 heures entre la Chaussée de Sein et le Raz Blanchard. La variation de l'onde de marée est assimilée à une sinusoïdale, nous imposons une limite haute et une limite haute pour la production électrique.

Respectueux de l’environnement, le dispositif nécessiterait un investissement de 6 milliards d’euros et permettrait de valoriser une source d’énergie tout à la fois inépuisable, gratuite et totalement inexploitée. « Un tel programme mené sur vingt cinq ans permettrait en outre de créer de 3000 à 5000 emplois », souligne Hervé Majastre. 

Il existe trois domaines d'application de l'hydrolienne pour produire de l'énergie électrique :
- Hauturières pour l'exploitation des courants de haute mer, dont les puissances sont supérieures à plusieurs dizaines de Méga Watts ;
- Côtières : utilisant les courants de marée, les puissances sont comprises entre un et plusieurs Méga Watt ;
- De rivière : la ressource est l'énergie des eaux de ruissellement, la puissance des centrales est au maximum de quelques centaines de kW.

La France à la remorque

Pourtant, le passage au stade industriel s’avère extrêmement difficile. « J’ai tout d’abord participé au concours de l’Anvar pour la création d’entreprise innovante, mais on m’a dit que le projet n’était pas innovant », s’étonne Hervé Majastre, avant d’entamer la litanie des obstacles affrontés depuis trois ans. « Nous avons contacté des entreprises spécialisées dans le secteur de l’énergie. ‘Ce n’est pas dans nos orientations stratégiques’, ont-elles répondu. Nous avons contacté des industriels, des entrepreneurs, la Banque de développement des PME… En vain ». Une proposition de partenariat adressée à EDF a débouché sur un refus de l’entreprise publique, pourtant engagée dans un projet similaire… en Grande-Bretagne, sous le nom de Marine Current Turbine (MCT). Le ministère britannique de l’industrie (DTI) semble lui aussi avoir perçu l’intérêt des hydroliennes et a investi dans trois projets hydro-héliens. L’Italie, la Norvège, le Canada et les Etats-Unis envisagent eux aussi de s’aventurer dans cette voie, quand ce n’est déjà fait.

« A titre de comparaison, le ministère de l’Industrie français estime que nous ne sommes pas attendus avant dix ou quinze ans », confie Hervé Majastre, amer. En définitive, l’unique soutien est venu de l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe), qui a versé à Hydrohélix une subvention de 115 000 euros. L’Etat français a fini par reconnaître l’intérêt de l’énergie hydrolienne et un appel à projet serait en cours de préparation… si l’administration parvient à débloquer un budget. « Cela fait cinq ans que je travaille sur ce projet, et je crois de moins en moins aux miracles financiers, se désespère Hervé Majastre. Nous sommes une PME innovante qui ne veut pas forcément jouer dans la cour des grands, simplement prendre sa place ». Pour peu que le nucléaire veuille bien lui en laisser un peu ?

Paragraphe tiré d'un mail que j'ai reçu fin 2004 et écrit par Walter Bouvais (mis en ligne le 5/11/2003) et que sur lequel j'ai ajouté quelques informations fournies par Hervé Majastre, que je remercie d'ailleurs en espérant que cette page l'aide à réaliser ses projets prometteurs.

Pour plus d'informations sur la société Hydrohélix Energies vous pouvez contacter Hervé Majastre par mail (enlever les lettres en majuscule pour éviter le SPAM) : hydrohelix-energiesXXX@XXXwanadoo.fr

ou par téléphone : 02 98 10 12 35  ou  06 83 30 49 23 ou fax 02 98 10 11 54
et par écrit : Hervé MAJASTRE - Jean-François DAVIAU  HYDROHELIX ENERGIES 140 bd de Creach Gwen 29561 Quimper cedex.

Liens utiles relatifs à l'énergie hydrolienne :

http://www.marineturbines.com  , l'entreprise anglaise dans laquelle EDF a investi ses billes.

http://www.floridahydro.com , le projet d'hydrolienne en Floride pour capter l'énergie du Gulf Stream, avant qu'il ne s'arrête :-)