Énergies marines renouvelables (hors éolien en mer)

Le Mardi 2 avril 2024

Les énergies marines renouvelables (EMR) comprennent l’ensemble des technologies permettant de produire de l’électricité à partir de différentes ressources disponibles en mer : l’énergie du vent (éoliennes en mer), l’énergie des courants (hydroliennes), l’énergie des marées (énergie marémotrice), l’énergie de la houle (le houlomoteur), la différence de température entre les eaux de surface chaudes et les eaux froides en profondeur ou la différence de salinité entre l'eau douce et l'eau de mer (l’énergie osmotique). L’éolien en mer – la plus mature d’entre elles – fait l’objet d’une page dédiée. Cette page se concentre donc sur les autres énergies marines renouvelables

Dans le monde, ces technologies sont encore peu exploitées, bien qu’ayant un potentiel de production, estimé entre 70 000 et 80 000 TWh (source IRENA). Les différences de puissances installées dans le monde montre illustrent bien l’écart de maturité existant entre les filières.

On distingue, par niveau croissant de maturité :

  • Les démonstrateurs (quelques MW)
  • Les fermes pilotes (quelques dizaines de MW)
  • Les parcs commerciaux (quelques centaines de MW).

L’Etat n’a pas prévu d’objectif spécifique sur le développement des EMR hors éolien dans la PPE 2019-2028 au regard de leur degré maturité. La programmation pluriannuelle de l’énergie indique cependant que le gouvernement sera attentif aux avancées de la filière. L’Etat a en outre annoncé son soutien au projet hydrolien pré-commercial Flowatt, d’une capacité de 17,5 MW, qui pourrait se développer dans la zone à forts courants du Raz Blanchard.

Présentation des différentes énergies marines renouvelables

L'hydrolien

Le développement de la filière est soutenu en France à travers le développement de fermes pilotes et de démonstrateurs :

  • Démonstrateur OceanQuest de 1 MW testé à Paimpol-Bréhat (CNM/ Hydroquest) ;
  • Projets de petite hydrolienne dont une de 20 kW en ria d’Etel en Bretagne (Guinard Energies Nouvelles) ;

Les premiers résultats sont encourageants, puisque quelques développeurs ont fait tourner avec succès leur(s) machine(s) pendant plusieurs mois ou années sans avaries majeures (MEYGEN a par exemple produit plus de 51 GWh entre mars 2018 et mars 2023, l’hydrolienne OceanQuest de CMN-Hydroquest a été testée avec succès sur le site de Paimpol-Bréhat pendant deux ans, Orbital et Nova Innovation exploitent leurs machines depuis plusieurs années au Royaume-Uni).

Les technologies hydroliennes arrivent aujourd’hui à un stade de maturité qui permet d’envisager une montée en puissance progressive de la filière. La ferme pilote hydrolienne Flowatt dans le Raz-Blanchard (d’une capacité de 17,5 MW), portée par Hydroquest, Qair et CMN a ainsi été nommée lauréate de l’appel à projets « Systèmes énergétiques – Villes et territoires durables » (SEVTD) de l’ADEME et a reçu un accord de principe de l’État pour l’octroi d’un tarif d’achat. Ce soutien public sera soumis aux règles européennes relatives aux aides d’État. Le développement de la ferme Flowatt permettra de tirer des apprentissages pour un éventuel développement commercial.

Le gouvernement est attentif aux avancées de la filière. A ce titre le président de la république a exprimé en novembre 2023 son souhait d’étudier la possibilité de lancer des appels d’offres commerciaux pour la filière hydrolienne. La France présente en effet des courants intéressants pour cette énergie, essentiellement dans le Raz-Blanchard (péninsule du Cotentin) et dans le Fromveur (Finistère).

Le houlomoteur

L’énergie houlomotrice est une énergie produite par le mouvement des vagues : la houle. Il s’agit d’une forme concentrée de l’énergie du vent, qui engendre la création et le renforcement des vagues.

Le niveau de maturité du houlomoteur est de quelques années inférieur à celui de l’hydrolien. Cette technologie est encore au stade de la recherche et du développement.

La Commission Européenne a soutenu activement cette filière à travers des outils et programmes de financement dédiés (NER 300, H2020, Interreg, EuropeWave…).

Si le potentiel français (et global) est moins bien évalué que pour l’hydrolien, la côte Atlantique française fait partie des premiers marchés visés par les développeurs européens.

La France et l’Union européenne soutiennent la R&D au sein de la filière, notamment les projets suivants :

  • Prototypes WAVGEM sur le site d’essais en mer de l’École centrale de Nantes (SEM-REV du Croisic),
  • Projet houlomoteur Sud-Aquitain porté par la Communauté Pays Basque et la Région Nouvelle Aquitaine, appelé projet houlomoteur Sud-Aquitain. Ce projet a permis de mieux caractériser plusieurs zones pour le développement de projets houlomoteurs dans les Pyrénées Atlantique et dans les Landes.

L’énergie thermique des mers et l'énergie osmotique

Moins matures que l’hydrolien et le houlomoteur, l’énergie thermique des mers (ETM - qui exploite la différence de température entre eaux de surface et eaux profondes) et l’énergie osmotique (ou plus généralement, les projets exploitant le gradient de salinité entre 2 solutions pour produire de l’énergie) font toujours l’objet de recherche et de développement à ce jour.

L’ETM, comme le SWAC (Sea Water Air Conditioning, qui est utilisé pour la production de froid) est une technologie de niche, adaptée aux zones littorales avec une bathymétrie spécifique (descente rapide vers de fortes profondeurs) et une forte densité de population (ou des bâtiments/zones d’activités denses – nécessaires pour justifier l’investissement conséquent associé à ce type de projets).Ces technologies ne sont pas encore prêtes à être développées à grande échelle. Plusieurs démonstrateurs ont été financés dans les Outre-Mer mais cette technologie n’est pas adaptée aux caractéristiques des façades maritimes de France métropolitaine : la profondeur de la mer et les différences de température entre la surface et le fond ne sont pas assez importantes pour produire de l’électricité.

La société AIRARO a développé et commercialisé des projets de SWAC avec succès, notamment celui du centre hospitalier de Tahiti (6 MW froid). 3 systèmes sont en fonctionnement aujourd’hui, tous localisés à Tahiti et d’autres projets sont en cours à la Réunion et en Guadeloupe. S’agissant de l’ETM, le projet MARLIN financé par l’Ademe avait été arrêté de façon anticipée du fait de difficultés technologiques.

L’énergie issue du gradient de salinité entre deux solutions n’est pas suffisamment mature non plus pour être développée à grande échelle.

Sur cette filière, un projet est financé et actuellement suivi par l’Ademe : le projet Sarbacanne proposant l’utilisation de matériaux biosourcés et de nouveaux procédés qui permettraient d’atteindre des rendements augmentés pour des applications dans l’industrie (production d’énergie pour des industries, des centrales de désalinisation) ou pour des applications dans les zones estuariennes.

L'énergie marémotrice

L’énergie marémotrice consiste à profiter du flux et du reflux de la marée pour alternativement remplir ou vider un bassin de retenue en actionnant des turbines incorporées dans le barrage, qui entraînent un générateur d’électricité.

Aujourd’hui, l’usine marémotrice de la Rance de 238 MW est la seule en fonctionnement en France. Le développement de cette filière n’est pas envisagé, notamment pour des raisons environnementales, de gisement disponible et de coût.

Energie solaire flottant en mer

Le solaire flottant en mer est une nouvelle technologie qui bénéficie de la baisse des coûts du photovoltaïque et des apprentissages des projets solaires sur lacs. Cette technologie pourrait trouver des synergies avec les parcs éoliens en mer avec lesquels des mutualisations de raccordement seraient possibles. Photovoltaïque et éolien bénéficieraient d’un foisonnement favorable, le solaire produisant davantage en été et par conditions anticycloniques, et l’éolien en hiver et par vent fort. À ce jour, un projet éolien en mer chinois inclut 0,5 MWc de capacité solaire flottante et au moins deux projets néerlandais, portés par Shell et RWE, prévoient d’inclure des capacités solaires flottantes à des projets éoliens en mer. Par ailleurs, au large de Sète, SolarinBlue a installé deux unités de son démonstrateur photovoltaïque flottant co-financé par l’Ademe et France 2030.

Le développement de cette technologie est donc suivi avec attention.

Mécanismes de soutien public aux EMR

Depuis plus d’une décennie, l’Etat apporte un soutien appuyé au développement des EMR, à la fois via des tarifs d’achat pour les projets éoliens en mer mais également concernant la R&D pour les EMR hors éolien posé. Ce soutien a permis de faire émerger une filière industrielle dans le cas de l’éolien en mer et de positionner la France parmi les chefs de file de l’hydrolien et l’éolien flottant.

Le programme des investissements d’avenir (PIA)

Le PIA et France 2030 accompagnent l’innovation dans les EMR de façon continue et constante depuis 2010, avec le lancement par l’ADEME de 5 appels à projets spécifiquement dédiés aux EMR que sont l’hydrolien, le houlomoteur, l’énergie thermique des mers, l’éolien flottant et l’énergie osmotique.

France 2030

Le Président de la République a annoncé le 10 février 2022 à Belfort près d’un milliard d’euros dédié à l’innovation et au soutien à l’industrialisation des moyens de production industriels d’énergies renouvelables via France 2030.

Horizon Europe

Horizon Europe est le programme-cadre de l'Union européenne pour la recherche et l'innovation pour la période allant de 2021 à 2027, prenant ainsi la suite du programme Horizon 2020.

Ce nouveau programme de recherche et d'innovation de l'UE dispose d'un budget d'environ 95,5 milliards d'euros pour 2021-2027. Cela représente une augmentation d'environ 30% par rapport au programme de recherche et d'innovation actuel, Horizon 2020, et en fait le programme de recherche et d'innovation le plus ambitieux au monde.

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