Découvrir l’énergie osmotique

Adeline M

Les énergies renouvelables présentent l’énorme avantage de pouvoir s’appuyer sur de nombreuses technologies différentes pour se développer. Parmi celles qui sont relativement novatrices, l’énergie osmotique présente un potentiel intéressant. En permettant une production d’énergie grâce à la différence de salinité entre eau salée et eau douce, cette solution est très propre et peut être mise en place sur de nombreuses zones marines à travers le monde. Voici son fonctionnement et son état actuel d’avancement.

Comment fonctionne l’énergie osmotique ?

Face au constat que 70 % de la surface de la Terre est recouverte d’eau, exploiter ce paramètre pour produire de l’énergie est forcément prometteur. C’est grâce à ce raisonnement que les producteurs d’énergie ont développé l’énergie osmotique.

Elle se sert du mouvement chimique de molécules engendré par la différence de salinité entre eau de mer et eau douce. En effet, lors de leur croisement, il se crée une membrane semi-perméable au sein de laquelle des molécules transitent.

Ce mouvement peut être capté afin de faire tourner une turbine, qui engendrera elle-même un alternateur et permettra de produire de l’électricité en proportions intéressantes. Comme des technologies telles que l’éolien offshore ou encore l’énergie houlomotrice, l’énergie osmotique entend tirer parti du potentiel des océans selon un principe novateur : l’osmose.

Le détail de l’osmose

Dans de l’eau salée, il est possible de trouver du sodium et du chlorure qui lui donnent son goût spécifique. En revanche, dans de l’eau douce se trouve uniquement la molécule H2O, voire dans certains cas des ions de sodium et de chlorure, mais en très faibles quantités.

Lorsqu’une eau salée côtoie une eau douce, il se crée une membrane semi-perméable qui empêche les ions de sodium et de chlorure de passer de l’un à l’autre des liquides. Ensuite, un mécanisme naturel consiste à voir des molécules d’eau transiter de l’eau douce vers l’eau salée, faisant diminuer la salinité de celle-ci tandis que la pression osmotique augmente au sein de l’eau douce. L’équilibre entre concentration saline et pression (hauteur de l’eau) est atteint lorsque les molécules cessent de transiter.

Grâce à ce mécanisme chimique, il est possible de recréer une pression osmotique qui pourra activer la turbine et produira par la suite une énergie osmotique.

Quel est l’avancement actuel de cette technologie ?

Cette technologie d’énergie osmotique se trouve essentiellement dans les endroits où l’eau salée et l’eau douce se rencontrent naturellement. Ce sera par exemple le cas aux embouchures des fleuves.

Dans ces endroits précis, des centrales de production d’énergie peuvent être construites selon le mécanisme chimique expliqué ci-dessus. Au sein de cette centrale, deux tuyaux permettront de faire rentrer de l’eau douce d’un côté et de l’eau salée de l’autre. Via un échangeur de pression, on réinsérera de l’eau salée afin d’augmenter la pression au sein de la centrale et donc créer l’environnement propice à la future production d’énergie.

En effet, sous l’effet de la pression, l’eau salée sortira ensuite en fin de centrale et fera tourner, sous l’effet de sa force, une turbine qui enclenchera un alternateur produisant l’électricité injectée dans le réseau.

Aujourd’hui, le projet le plus avancé est celui d’une entreprise norvégienne qui s’appelle Statkraft et qui a mis en service, en 2009, un prototype de centrale à 50 kilomètres d’Oslo. Selon cette société, le mélange chaque seconde d’1 m³ d’eau douce à 2 m³ d’eau salée pressurisée permet d’obtenir une capacité de production de 1MW. Le potentiel peut donc être intéressant, mais nécessitera certainement une optimisation du rendement énergétique au regard de l’investissement consenti et du rendement financier attendu.

D’autres projets sont également en cours de développement au niveau international, notamment aux Pays-Bas. Néanmoins, cette technologie reste encore expérimentale, avec de premières installations qui ressemblent aujourd’hui plus à des prototypes qu’à de réelles centrales développées.

Quel potentiel pour cette énergie ?

Dans un pays comme la France où l’essentiel de l’énergie provient du procédé nucléaire et où la volonté de décarboner la production est bien réelle, il y a urgence à envisager et développer d’autres méthodes de production d’énergie. Aux côtés de l’énergie solaire, éolienne, biomasse ou encore hydraulique, les technologies utilisant le potentiel des océans demeurent donc très intéressantes, car le terrain d’expérimentation est conséquent et les limites technologiques aujourd’hui parfaitement maîtrisées.

Le potentiel de l’énergie osmotique est estimé au niveau mondial à environ 1 700 TWh, si l’ensemble de l’énergie présente aux embouchures de fleuves était exploitée. Ce chiffre est à comparer avec le niveau de production électrique actuel en France qui se situe autour de 550 TWh.

Cette source présente néanmoins, dans la théorie, un rendement énergétique relativement faible, avec une capacité de production de 3 watts par mètre carré de membrane semi-perméable installée. Ainsi, une centrale devra mettre en place environ 200 000 m² de membrane semi-perméable pour atteindre une puissance de 1 MW. À titre de comparaison, une éolienne terrestre présente en théorie une capacité autour de 2 MW pour un investissement en espace et financier nettement inférieur.

Le potentiel de l’énergie osmotique dépend donc en partie de l’augmentation des rendements de cette technologie. En effet, pour trouver des développeurs intéressés, il conviendra d’afficher une espérance de rendement minimum comparable à celui des autres technologies d’énergie renouvelable.

Comment bénéficier d’une énergie verte ?

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