L'énergie des vagues : une source d'énergie infinie

Introduction : La puissance de l’énergie des vagues

Alors que le monde poursuit sa transition vers les énergies renouvelables, l'énergie des vagues apparaît comme une source d'énergie prometteuse. L'énergie des vagues est dérivée de l'énergie cinétique générée par le mouvement des vagues à la surface de l'océan, ce qui en fait une source continue et puissante d'énergie renouvelable. Les océans couvrent plus de 70% de la surface de la Terre, avec des densités d'énergie des vagues nettement supérieures à celles d'autres sources renouvelables comme éolien ou solaireEn Europe, notamment dans les pays dotés de vastes côtes, l’énergie des vagues est de plus en plus étudiée et développée. Cet article explore les différentes technologies utilisées pour exploiter l’énergie des vagues, leurs applications à petite et grande échelle, les dernières avancées et les perspectives d’avenir de cette ressource renouvelable passionnante.

Technologies de l'énergie des vagues

Plusieurs technologies ont été développées pour capter et convertir l'énergie des vagues en une source d'énergie conventionnelle : l'électricité. Ces technologies sont conçues pour s'adapter à différents environnements, profondeurs d'eau et conditions de vagues.

1. Absorbeurs ponctuels

• Description:Les absorbeurs ponctuels sont des dispositifs flottants qui se déplacent au rythme de la montée et de la descente des vagues. Ils convertissent le mouvement vertical des vagues en énergie mécanique, qui est ensuite transformée en électricité à l'aide de systèmes hydrauliques ou d'autres systèmes mécaniques.
• Exemple: Le Bob l'éponge est un système d'absorption ponctuelle bien connu développé en Irlande. Le système est conçu pour exploiter l'énergie des vagues à l'échelle d'un service public et peut générer entre 500 kW à 1 MW en fonction des conditions de vagues.
• Coût:Le coût d'investissement des systèmes d'absorption ponctuelle varie de 3 500 à 5 000 € par kW de capacité installée, ce qui en fait une option rentable pour la production d'énergie à grande échelle, en particulier dans les zones à forte intensité de vagues comme la côte atlantique de l'Europe.

2. Colonnes d'eau oscillantes (OWC)

• Description:Les OWC utilisent une structure partiellement immergée avec une chambre à air qui capte le mouvement des vagues. Lorsque les vagues pénètrent dans la chambre, l'eau force l'air à circuler dans une turbine, qui entraîne un générateur pour produire de l'électricité.
• Exemple: Le Patelle (Transformateur d'énergie à énergie marine installé à terre) sur l'île d'Islay en Écosse est l'un des systèmes OWC pionniers. Il fonctionne depuis 2000 avec une capacité de 500 kW.
• Coût:Le coût des systèmes OWC est d'environ 4 500 € par kW, mais leur longévité et leurs faibles besoins d’entretien les rendent attractifs pour les installations côtières.

3. Atténuateurs

• Description:Les atténuateurs sont de longues structures flottantes à plusieurs segments alignées parallèlement à la direction des vagues. Lorsque les ondes passent le long du dispositif, les segments se fléchissent et se courbent, convertissant le mouvement des ondes en électricité.
• Exemple: Le Convertisseur d'énergie houlomotrice Pelamis, initialement développé au Royaume-Uni, en est un exemple frappant. Le dispositif Pelamis avait une capacité maximale de 750 kW et a été installé dans le parc à vagues d'Agucadoura au Portugal.
• Coût:Les systèmes d'atténuateur coûtent généralement environ 4 000 à 6 000 € par kW de la capacité installée.

4. Convertisseurs de surtension à ondes oscillantes

• Description:Ces dispositifs captent l'énergie du mouvement horizontal des vagues près du rivage. Ils utilisent des volets ou des palettes fixés au fond marin qui se déplacent avec le mouvement des vagues et actionnent des pompes hydrauliques ou des générateurs.
• Exemple: Le Huître Power Aquamarine Il s'agissait d'un convertisseur de surtension à onde oscillante déployé au large des côtes écossaises. L'appareil a une capacité de 800 kW pour exploiter l'énergie des eaux peu profondes.
• Coût:Ces systèmes ont un coût d'installation allant de 4 500 à 7 000 € par kW, ce qui les rend adaptés aux applications côtières.

Applications de l'énergie des vagues

Applications à petite échelle

L’énergie des vagues peut être utilisée efficacement à plus petite échelle pour des applications spécifiques en tant que source d’énergie, en particulier dans les communautés côtières isolées ou dans les opérations offshore où l’accès au réseau est limité.

1. Communautés côtières isolées:Pour les petites communautés hors réseau, l'énergie des vagues offre une solution durable pour alimenter les maisons, les systèmes de dessalement de l'eau ou les tours de communication. Par exemple, Énergie des vagues en Écosse a travaillé sur des projets conçus pour fournir de l’énergie houlomotrice aux îles Orcades.
2. Plateformes offshore et aquaculture:Les systèmes d’énergie houlomotrice peuvent fournir une énergie fiable aux plates-formes pétrolières et gazières offshore, ainsi qu’aux fermes aquacoles, où les demandes énergétiques sont élevées mais les sources d’énergie traditionnelles limitées.
3. Coût:Les systèmes d'énergie des vagues à petite échelle vont généralement de 2 000 à 6 000 € par kW en fonction du type de technologie et des conditions de vagues locales.

Applications à grande échelle

Des parcs d’énergie houlomotrice à grande échelle sont en cours de développement dans le monde entier, avec un potentiel important dans les zones où l’activité des vagues est forte et constante.

1. Centrales électriques connectées au réseau:Des parcs d'énergie houlomotrice à grande échelle, comme celui prévu en La ferme à vagues d'Aguçadoura au Portugal sont conçus pour alimenter directement les réseaux nationaux. Le projet Aguçadoura, qui utilisait des convertisseurs d'ondes Pelamis, avait une capacité initiale de 2,25 MW avec des plans d'expansion.
2. Projets d'énergies renouvelables hybrides:Combinaison de l'énergie des vagues avec l'énergie éolienne et solaire pour créer des parcs hybrides d'énergie renouvelable. De tels projets garantissent un approvisionnement en électricité plus constant, car les vagues continuent de produire de l'énergie même lorsque l'énergie solaire ou éolienne est faible.
3. Coût:Les projets d’énergie houlomotrice à grande échelle vont généralement de 3 000 à 7 000 € par kW pour l'installation, en fonction du type de technologie et de la complexité du projet.

Dernières évolutions et innovations

1. L'Europe montre la voie:L'Europe est à l'avant-garde du développement de l'énergie des vagues, avec des pays comme le Royaume-Uni, l'Espagne, le Portugal et la Norvège qui font des progrès significatifs. Centre européen des énergies marines (EMEC), situé à Orkney, en Écosse, sert de banc d'essai mondial pour les dispositifs d'énergie houlomotrice et marémotrice. En 2022, EMEC a accueilli des projets testant de nouvelles technologies telles que le Système CETO, qui convertit l’énergie des vagues en électricité et en eau douce grâce au dessalement.
2. Parcs hybrides d'énergie houlomotrice et éolienne: Des entreprises comme L'énergie des vagues écologiques En Suède, des fermes hybrides combinant l'énergie des vagues et l'énergie éolienne sont en cours de développement. Ces projets s'avèrent fructueux, notamment dans des endroits comme Gibraltar, où l’énergie des vagues est utilisée pour compléter les éoliennes pendant les périodes de faible vent.
3. Îles énergétiques:Le Danemark est le fer de lance du concept de îles énergétiques, qui serviront de plateformes pour plusieurs types d'énergies renouvelables, notamment l'énergie éolienne et l'énergie des vagues. Ces îles stockeront et distribueront l'énergie vers différents pays, optimisant ainsi la production d'énergie et réduisant les pertes de transmission.
4. Réduction des coûts et gains d'efficacité:À mesure que la technologie évolue, le coût de l'énergie des vagues devrait diminuer. Un rapport de Énergie des océans en Europe estime que le coût actualisé de l'énergie (LCOE) pour l'énergie des vagues pourrait chuter à 150 €/MWh d’ici 2030, la rendant compétitive avec d’autres formes d’énergie renouvelable.

Viabilité économique et coûts

Les coûts d'investissement initiaux de l'énergie des vagues sont relativement élevés par rapport à ceux de l'énergie éolienne ou solaire. Toutefois, les avantages à long terme sont les suivants :

• Densité énergétique plus élevée, ce qui signifie qu’une installation plus petite peut générer plus d’énergie qu’un parc éolien ou solaire équivalent.
• Impact environnemental minimal par rapport aux parcs éoliens offshore, car les dispositifs d’énergie houlomotrice sont souvent moins visibles et moins intrusifs pour la vie marine.

Le coût estimé de l’énergie des vagues se situe actuellement entre 150 € et 250 €/MWh, en fonction de l'emplacement, de la technologie et de l'échelle d'installation. Ce coût devrait diminuer à mesure que la recherche progresse et que des économies d'échelle sont réalisées. L'Europe a déjà investi plus de 1,5 milliard d'euros dans le développement de l’énergie des vagues et des marées, et les investissements futurs devraient augmenter à mesure que les pays s’efforcent de répondre aux Pacte vert pour l'UE cibles.

Conclusion : l’avenir de l’énergie des vagues

L’énergie des vagues représente une source d’énergie prometteuse si elle est exploitée efficacement. Elle pourrait devenir la pierre angulaire du mix énergétique renouvelable. Bien que des défis subsistent, notamment en ce qui concerne le coût et le développement de technologies robustes et durables, le potentiel est vaste. Les pays dotés de vastes côtes sont en tête pour mener la révolution de l’énergie des vagues. Grâce aux progrès technologiques, à la réduction des coûts et au soutien continu des gouvernements, l’énergie des vagues pourrait jouer un rôle essentiel dans la réduction des émissions mondiales de carbone et garantir la sécurité énergétique des générations futures.

Au cours des prochaines décennies, à mesure que l’énergie des vagues gagnera en maturité, elle pourrait devenir un acteur clé du marché mondial de l’énergie, fournissant une énergie fiable et propre à des millions de personnes dans le monde.