Les perspectives de développement des énergies marines renouvelables

Introduction aux énergies marines renouvelables

Les énergies marines renouvelables (EMR) utilisent la force naturelle des océans pour produire de l'énergie propre. Concrètement, elles captent l'énergie des vagues, des marées, du vent marin ou encore des écarts de température sous l'eau pour générer de l'électricité. Le gros plus de ces énergies, c'est leur disponibilité constante : les marées suivent un cycle régulier, et les océans couvrent plus de 70 % de notre planète. Contrairement aux ressources fossiles, elles ne rejettent pas de gaz à effet de serre et n'épuisent pas les réserves naturelles. En Europe, l'intérêt pour les énergies marines s'accélère, soutenu par des engagements climatiques ambitieux. Pourtant, actuellement, elles ne représentent que 0,02 % environ de la production mondiale d'électricité. Les progrès technologiques récents pourraient enfin permettre à ce potentiel immense d'être exploité à plus grande échelle dans les prochaines années. Un bon moyen, donc, pour diversifier le mix énergétique et réduire notre dépendance aux énergies fossiles, tout en faisant respirer un peu mieux notre planète bleue.

Les énergies marines renouvelables : définition et enjeux

L'énergie marémotrice

Capter l'énergie des marées, c'est loin d'être une idée récente : l'usine marémotrice de la Rance en Bretagne tourne depuis déjà 1966, produisant assez d'électricité pour alimenter environ 225 000 foyers chaque année. Ce site reste encore aujourd'hui l'une des plus grandes centrales marémotrices au monde.

Concrètement, pour tirer profit de ce phénomène, on place des barrages ou des turbines sous-marines dans des endroits où les marées sont costaudes, avec de gros dénivelés (entre 5 et 10 mètres sont généralement nécessaires pour une installation rentable). Plus cette amplitude est importante, plus l'énergie potentielle est élevée.

Un super spot pour ce genre d'installation, c'est la baie de Fundy au Canada. Là-bas, les marées ont une amplitude incroyable pouvant dépasser les 16 mètres. D'ailleurs, plusieurs projets expérimentaux visent actuellement à exploiter efficacement ce potentiel géant, comme le projet FORCE (Fundy Ocean Research Centre for Energy), plateforme consacrée à tester différentes nouvelles technologies sous-marines.

Le gros atout du marémoteur, c'est justement sa prévisibilité. Les variations des marées se calculent des années à l'avance, donc c'est une énergie renouvelable très stable par rapport au solaire ou à l'éolien. Problème majeur : les études d'impacts montrent que les barrages marémoteurs peuvent bouleverser sérieusement les écosystèmes locaux, comme la sédimentation, les déplacements naturels de poissons et les habitats de crustacés. Du coup, les ingénieurs préfèrent maintenant des systèmes plus petits, sans barrage, comme les hydroliennes sous-marines fixées sur les fonds qui ressemblent à d'énormes hélices sous-marines.

En Écosse par exemple, le MeyGen Project teste à grande échelle ces fameuses hydroliennes. Mis en service en 2016, c’est actuellement l’un des plus ambitieux projets d'énergie marémotrice avec ses quatre turbines capables de générer jusqu'à 6 MW, assez pour alimenter environ 2600 foyers britanniques par an. Pas énorme, mais encourageant.

Côté chiffres, on estime que le potentiel mondial théorique des marées pourrait atteindre autour de 1000 TWh par an. Bleuffant, mais pour l’instant moins de 1% de ce potentiel est exploité. Bref, encore beaucoup à explorer et pas mal de défis techniques à relever avant de pouvoir franchement augmenter la production à grande échelle.

L'énergie thermique des mers

Quand tu descends vers les profondeurs des océans, la température baisse franchement et rapidement : près de la surface, l'eau avoisine souvent les 25 à 30°C dans les régions tropicales, mais à 1000 mètres de profondeur, c'est plutôt du 4 à 6°C maxi. On peut profiter de cette différence de température grâce à un procédé appelé conversion d'énergie thermique des mers (CETM).

Deux techniques sont aujourd'hui étudiées : le cycle fermé et le cycle ouvert. Le cycle fermé utilise un fluide spécial qui s'évapore vite même avec la petite chaleur des eaux de surface, poussant alors une turbine pour produire du courant. Le fluide est ensuite refroidi et reconverti en liquide grâce aux eaux froides puisées dans les profondeurs. Le cycle ouvert, lui, évapore directement l'eau de mer chaude sous faible pression, puis utilise la vapeur pour actionner la turbine avant de condenser le tout avec de l'eau froide puisée au fond. Avantage bonus : ça produit aussi de l'eau douce potable dans certains cas.

Le potentiel global de la CETM est carrément énorme, notamment autour de la ceinture tropicale. Une zone particulièrement intéressante est le Pacifique Ouest, près des îles comme Tahiti, la Martinique ou encore Hawaï, où l'écart thermique est large sur une très courte distance verticale.

Malgré un potentiel immense évalué par l'Agence Internationale de l'Énergie à environ 10 000 TWh/an, l'exploitation reste encore modeste. Actuellement, la plus grosse centrale pilote tourne à Hawaï : elle génère seulement 100 kilowatts—autant dire encore très loin des gigawatts qu'on cherche à atteindre pour une vraie production industrielle.

Un des défis majeurs, c'est la taille nécessaire des installations et les coûts associés. Pour avoir aussi bien accès aux eaux chaudes qu'aux froides, il faut des tuyaux d'eau froide sous-marins longs et solides, capables de résister aux pressions en profondeur. Résultat : des investissements énormes, des contraintes techniques costauds et un retour sur investissement qui tarde à pointer son nez.

Heureusement, l'innovation avance à grands pas. Des matériaux plus résistants, des turbines améliorées et surtout des systèmes d'ancrage innovants arrivent progressivement pour abaisser la facture globale. Plusieurs pays (dont la France, le Japon et les États-Unis) travaillent à fond pour rendre la CETM économiquement compétitive à long terme. Mais pour l'heure, il faudra encore attendre quelques années pour espérer produire sérieusement de l'électricité à partir du chaud et du froid de nos océans.

L'énergie osmotique

L'énergie osmotique, c'est le principe simple mais malin d'utiliser la différence de concentration entre l'eau douce des fleuves et l'eau salée des océans pour générer de l'électricité. Concrètement, on fait passer l'eau douce à travers des membranes spéciales (semi-perméables) pour aller vers l'eau salée. Et boum, cela crée une pression qui permet de faire tourner une turbine. Ce processus se nomme PRO (Pressure Retarded Osmosis), et sa capacité technique de production électrique mondiale est estimée à environ 2000 térawattheures par an, ce qui représente franchement pas mal, autour de 10 % de la production mondiale actuelle d'électricité.

En pratique, la performance dépend énormément de la qualité des membranes utilisées. Le défi principal, c'est leur coût élevé, mais aussi leur usure rapide due aux substances contenues dans l'eau de mer, comme le sel lui-même et certains microorganismes. D'ailleurs, les premiers projets expérimentaux ont révélé que les acteurs clés du marché, comme Statkraft en Norvège, devaient bosser encore un moment avant que ça devienne rentable à grande échelle. Mais aujourd'hui, des recherches prometteuses émergent, notamment sur de nouvelles membranes en graphène et en polymères avancés, capables d'améliorer nettement les performances tout en réduisant fortement les coûts.

Malgré ces défis, l'énergie osmotique a vraiment du potentiel, surtout pour fournir de l'électricité de manière stable et prévisible, contrairement à d'autres sources renouvelables plus variables. Pas besoin d'avoir une météo parfaite, les différences de concentration sont toujours là. Plusieurs régions comme les Pays-Bas, la Norvège, le Canada ou encore Singapour investissent actuellement dans ce secteur, histoire de voir si cette technologie pourrait vraiment être la surprise énergétique des prochaines décennies.

L'énergie houlomotrice

L'énergie houlomotrice, c'est tout simplement produire de l'électricité à partir du mouvement naturel des vagues. Concrètement, on capture l'énergie grâce à des dispositifs flottants ou immergés qui suivent les mouvements verticaux ou horizontaux de la houle. La bonne nouvelle, c'est que les vagues sont très énergétiques : 1 mètre de vague peut générer jusqu'à 30 kW de puissance par mètre de côte en moyenne !

Les experts parlent souvent des installations comme les Pelamis, sortes de serpents métalliques articulés, ou les systèmes oscillants comme le dispositif CETO installé en Australie, capable d'alimenter environ 2 000 foyers. Au large du Portugal, à Aguçadoura, une centrale pilote équipée justement du Pelamis a été mise en œuvre dès 2008 avec une capacité totale de 2,25 MW.

Côté chiffre, on estime que le potentiel énergétique mondial des vagues atteint environ 29 500 TWh par an, soit largement plus que la consommation totale annuelle d'électricité aux États-Unis. Pourtant, aujourd'hui, à peine quelques dizaines de MW sont installés à travers le monde.

Niveau avantage, la houle offre une puissance relativement stable par rapport à d'autres sources renouvelables comme le vent ou le solaire. Mais attention, gros défi technique quand même : ces systèmes doivent résister à la corrosion de l'eau salée, aux tempêtes violentes, et nécessitent un entretien fréquent. Ça demande donc des entreprises capables d'innover sur la robustesse des matériaux et des ancrages.

Côté environnement, la houlomotrice a moins d'impacts négatifs que des barrages hydroélectriques par exemple, car aucun barrage massif n'est nécessaire. À condition évidemment de bien choisir le lieu d'installation, surtout pour éviter les impacts sur les habitats marins.

L'énergie éolienne offshore flottante

Les éoliennes offshore flottantes ne sont pas fixées au fond marin comme les modèles classiques : elles flottent sur des plateformes ancrées avec câbles et chaînes. Premier point fort, elles peuvent être placées plus loin des côtes, là où les vents sont plus constants et plus forts. Typiquement, à des profondeurs supérieures à 60 mètres, où les éoliennes fixes deviennent impossibles ou très coûteuses. Un exemple concret est Hywind Scotland, installé au large de l'Écosse : c'est le premier parc éolien flottant commercial opérationnel du monde, capable d'alimenter environ 20 000 foyers. Autre avantage sympa : l'impact visuel depuis la côte est bien plus faible, limitant les contestations des habitants locaux. Techniquement, ces plateformes utilisent souvent du ballast liquide pour rester en équilibre, une technologie similaire à celle utilisée par les plateformes pétrolières en haute mer. Au niveau écologique, l'installation flottante réduit les perturbations des fonds marins, protégeant mieux les écosystèmes sous-marins sensibles. Malgré ça, aujourd'hui, le gros défi reste le coût initial élevé de ces installations dues au manque de standardisation et au coût élevé des matériaux spécifiques. Pourtant, selon l'IEA (Agence Internationale de l'Énergie), en augmentant l'échelle et la fabrication standardisée, les coûts de l'éolien flottant pourraient fortement diminuer, devenant compétitifs dès 2030. Plusieurs pays comme le Japon, la Norvège ou la France, investissent massivement pour accélérer cette filière encore jeune mais très prometteuse.

Potentiel mondial des énergies marines renouvelables

Zones géographiques clés

L'Europe du Nord est clairement l'un des terrains de jeu favoris pour les énergies marines : l'Écosse concentre à elle seule près de 25 % du potentiel de l'énergie marémotrice européenne grâce notamment aux passages étroits comme le détroit de Pentland Firth, où les courants atteignent facilement les 16 km/h. Aussi, du côté des pays scandinaves, par exemple à Saltstraumen en Norvège, on trouve l'un des courants de marée les plus forts au monde, allant parfois jusqu'à 40 km/h, un vrai paradis pour les turbines sous-marines.

Autour du Pacifique, c'est surtout l'énergie houlomotrice qui régale : la côte ouest américaine, notamment au large de l'Oregon et de la Californie, affiche une densité énergétique impressionnante, pouvant dépasser les 30 kW par mètre de côte. Rien que dans cette région, le potentiel théorique permettrait de satisfaire près du tiers des besoins en électricité de l'État de Californie.

Si on descend vers les tropiques, l'énergie thermique des mers devient la star. Dans des régions comme la Polynésie Française, la Réunion ou encore Hawaï, il existe des différences de températures entre la surface et les profondeurs de plus de 20 °C toute l'année. Ce gradient thermique stable pourrait largement suffire à un approvisionnement en énergie continu et fiable pour ces régions isolées.

L'Amérique latine, quant à elle, mise davantage sur le courant. Les côtes argentines et chiliennes présentent des points intéressants à exploiter, notamment le détroit de Magellan, avec des courants rapides et réguliers. Juste ce secteur pourrait potentiellement fournir plusieurs gigawatts d'énergie renouvelable.

Enfin, en Asie, le potentiel de l'offshore flottant en Corée du Sud et au Japon est énorme. Au large du Japon, notamment dans la région de Fukushima, des vents offshore moyens supérieurs à 9 m/s peuvent assurer un rendement énergétique constant. Le pays estime ainsi que son potentiel en éolien flottant offshore dépasse les 500 GW, de quoi répondre largement à ses propres besoins énergétiques et même envisager des exportations vers d'autres pays asiatiques.

Évaluation du potentiel énergétique global

La planète bleue offre un potentiel énergétique marin gigantesque, estimé à environ 80 000 TWh par an selon l'Agence Internationale de l'Énergie (AIE). Juste pour situer : la consommation mondiale d'électricité tourne actuellement autour de 27 000 TWh par an. Ça donne vite une idée du réservoir massif que représentent les vagues, les marées ou encore la température des mers.

Si on regarde plus précisément, l'énergie des vagues (houlomotrice) offre un potentiel autour de 30 000 TWh par an, largement concentré sur les côtes du Pacifique, de l'Atlantique Nord et aux latitudes tempérées de l'océan Austral. L'énergie marémotrice, grâce aux courants de marée puissants comme au Canada dans la Baie de Fundy ou en Europe, pourrait fournir jusqu'à 1 200 TWh par an. Certes, moins spectaculaire, mais très intéressant dans certaines régions spécifiques.

Autre ressource impressionnante et encore peu exploitée, l'énergie thermique des mers tire profit de la différence de température entre la surface chaude des océans et l'eau froide en profondeur. En théorie, elle pourrait générer environ 44 000 TWh annuels, mais c'est essentiellement exploitable dans les régions tropicales, comme l'Indonésie, les Caraïbes ou certaines îles du Pacifique.

Enfin, les vents du large, ceux de l'éolien offshore flottant notamment, pourraient apporter une énorme contribution, avec un potentiel évalué à environ 329 000 TWh par an selon l'AIE. Principalement situés au large des côtes européennes, américaines et asiatiques.

Aujourd'hui, le point critique, c’est le passage de ces beaux chiffres aux projets concrets. Pas évident, vu les défis techniques et économiques. Mais clairement, il y a de quoi alimenter la planète un bon moment si on se retrousse un peu les manches !

60 %

La réduction des émissions de gaz à effet de serre pourrait atteindre 60% grâce à l'utilisation des énergies marines renouvelables d'ici 2050.

Dates clés

• 1966

  1966

  Mise en service de l'usine marémotrice de la Rance en France, première centrale marémotrice au monde à échelle industrielle.

• 2000

  2000

  Déploiement commercial du premier parc éolien offshore au monde, « Middelgrunden », au Danemark.

• 2008

  2008

  Inauguration du projet Pelamis Wave Power au Portugal, première ferme houlomotrice commerciale connectée au réseau électrique.

• 2011

  2011

  Installation expérimentale réussie de la première turbine marémotrice de grande ampleur « SeaGen » en Irlande du Nord.

• 2016

  2016

  Mise en opération de la première installation commerciale d'éoliennes offshore flottantes, Hywind Scotland, au large des côtes écossaises.

• 2018

  2018

  Inauguration de l'usine pilote d'énergie thermique des mers (ETM) à Hawaï par l'Université d'Hawaï.

• 2020

  2020

  Lancement du projet « MeyGen » en Écosse, plus grand parc marémoteur opérationnel à ce jour.

Les avantages et les défis liés au développement des énergies marines

Avantages environnementaux et économiques

Les énergies marines renouvelables (EMR) permettent de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. Par exemple, une ferme hydrolienne de taille moyenne (environ 50 MW) peut éviter l’émission de près de 80 000 tonnes de CO₂ par an comparé à une centrale thermique classique.

En remplaçant les combustibles fossiles souvent utilisés en zones insulaires ou côtières éloignées, les EMR évitent aussi le transport couteux d'énergie conventionnelle, avec une vraie économie sur le long-terme.

Autre avantage souvent méconnu, l’aménagement de certains dispositifs, comme les fermes éoliennes offshore flottantes, favorise la création d’habitats artificiels pour de nombreuses espèces marines. Ces structures se transforment en récifs artificiels spontanés où poissons, mollusques et autres organismes marins prolifèrent, améliorant la biodiversité locale.

D'un point de vue économique concret, chaque MW installé en EMR génère en moyenne 15 à 20 emplois directs ou indirects. Le secteur représente donc un réel potentiel pour dynamiser l'emploi dans les régions littorales.

Enfin, en produisant de l'énergie localement, ces technologies accroissent la sécurité énergétique. On dépend moins des importations, on stabilise même les prix à la consommation, à l'abri des aléas géopolitiques et fluctuants des marchés pétroliers.

Contraintes techniques et économiques

Côté technique, l'environnement marin est loin d'être tendre avec le matériel. L'érosion, la corrosion saline et les tempêtes rendent difficile la durabilité des installations. Par exemple, les équipements immergés doivent être conçus pour supporter une pression énorme et des conditions marines parfois extrêmes, ce qui fait exploser les coûts de maintenance.

Autre challenge concret : acheminer l'électricité produite en haute mer jusqu'à la côte. Ça nécessite des câbles robustes et sous-marins super coûteux — jusqu'à un million d'euros par kilomètre selon certaines données issues de projets européens récents. Du coup, plus une installation est éloignée, plus la facture grimpe vite.

Côté économique, on est face à un problème majeur : le coût des investissements initiaux reste très élevé. Pour te donner un exemple, des projets d'énergie marémotrice en France (comme dans la baie de Normandie) estiment leurs coûts initiaux jusqu'à 250 €/MWh, contre environ 50 à 60 €/MWh pour l'éolien terrestre ou le solaire photovoltaïque récent. Forcément, ça refroidit un peu les investisseurs.

Enfin, il y a encore de grosses économies d'échelle à atteindre. Aujourd'hui, les technologies marines renouvelables n'ont pas encore vraiment franchi cette étape vers l'industrialisation à grande échelle. Du coup, les coûts de production baissent moins vite qu'espéré. Certains experts estiment qu'il faudra attendre au moins 2030 pour voir des prix vraiment compétitifs sans subvention publique.

Enjeux réglementaires et politiques

Un des gros freins aux énergies marines renouvelables (EMR), c'est souvent la paperasse administrative. En France, par exemple, l'instruction réglementaire d'un parc éolien offshore peut parfois traîner sur 7 à 10 ans avant même le début des travaux. Une complexité freinant aussi bien les investisseurs que les industriels.

Les EMR, ça se passe en mer, donc on a affaire à une multiplicité d'acteurs: différentes collectivités locales, la Marine nationale, la Direction des affaires maritimes, mais aussi l'Agence française pour la biodiversité. Toute cette foule implique logiquement des divergences d'intérêts et multiplie les délais.

Niveau européen, même topo. Aucun cadre réglementaire homogène n'existe vraiment aujourd'hui. Pourtant, l'Union européenne a fixé des objectifs ambitieux de développement des EMR : 60 GW installés d'ici 2030 pour l'éolien offshore, avec une forte impulsion du Green Deal européen. Mais bon courage pour jongler avec les différences de règlementations entre les pays membres, chacun imposant ses propres conditions techniques et environnementales aux porteurs de projets.

Autre enjeu politique : arriver à une cohabitation sereine avec le secteur de la pêche, qui voit souvent d'un mauvais œil l'installation de ces infrastructures. Des mesures compensatoires doivent être mises en place, quitte à dédommager temporairement les pêcheurs ou à créer des accords clairs sur les espaces partagés.

Enfin, petit détail qui n'en est pas un : réglementer le démantèlement des installations. L'idée d’avoir des infrastructures abandonnées en pleine mer n'emballe personne. Certaines normes imposent déjà le démontage complet des éoliennes et câblages sous-marins après exploitation, mais il y a encore beaucoup à faire côté harmonisation des règles et des responsabilités financières.

Les avancées technologiques dans le domaine des énergies marines renouvelables

Innovation dans la captation de l'énergie marine

Systèmes d'ancrage et d'amarrage

Pour l'éolien flottant ou les systèmes houlomoteurs, l'amarrage, c'est carrément la clé. T'as beau avoir les meilleurs équipements au monde, si ça se décroche à la première tempête, t'es mal barré. Aujourd'hui, parmi les systèmes les plus fiables, on retrouve les ancrages à succion. Comment ça marche ? Imagine des énormes "ventouses" en acier plongées dans le sol marin, qui se fixent en aspirant l'eau pour se verrouiller dans les sédiments. L'avantage ? Pas besoin de taper avec un marteau géant, donc beaucoup moins d'impact sur la biodiversité au fond de l'eau.

T'as aussi les ancrages tendus, qui utilisent un ensemble de câbles sous tension pour maintenir fermement les plateformes flottantes en place. Exemple concret : le projet WindFloat Atlantic au Portugal les utilise avec succès depuis 2020.

Côté matos, y a une tendance vers des câbles composites. Ils sont plus légers et surtout résistent mieux à la corrosion que les câbles métalliques traditionnels. Plus fiables, plus faciles à inspecter, et en prime ils nécessitent moins d'entretien coûteux.

Certains développeurs se branchent aussi sur des ancrages hybrides, qui combinent poids morts et piquets d'ancrage pour gérer au mieux différentes conditions du fonds marin. Un exemple intéressant, c'est la ferme éolienne Hywind Scotland qui associe poids morts et succion, histoire d'optimiser stabilité et coût.

Enfin, un truc que les pros gardent à l'œil, c'est la surveillance intelligente de l'amarrage en direct grâce à des capteurs connectés. Ça permet de repérer une usure anormale des câbles, d'agir plus vite et d'éviter de mauvaises surprises en pleine tempête.

Performances des turbines sous-marines

Les performances des turbines sous-marines dépendent beaucoup de leur rendement hydrodynamique, c’est-à-dire de leur capacité à convertir efficacement le courant marin en électricité. Typiquement, une bonne turbine sous-marine peut atteindre un rendement autour de 40% à 45%, comme la turbine AR1500 développée par Atlantis Resources, qui a atteint jusqu'à 45% au large des îles Orcades, en Écosse.

Un autre aspect clé qui influence les performances concerne la robustesse et la fiabilité mécanique: des matériaux résistants à la corrosion, comme les alliages de titane ou les matériaux composites, sont souvent choisis pour réduire l'entretien coûteux en milieu marin. Un exemple concret : l'utilisation de palier magnétique, sans contact mécanique, dans les hydroliennes d'OpenHydro permet justement de diminuer fortement l'usure et donc les coûts opérationnels.

Pour améliorer encore les performances, certaines entreprises s’intéressent aujourd'hui aux larges pales à géométrie variable. Ces systèmes permettent aux turbines d’ajuster automatiquement leur angle selon la vitesse du courant, optimisant ainsi la récupération d’énergie tout en protégeant le matériel en cas de courant trop fort.

Enfin, la densité énergétique des courants marins constitue un avantage important: une turbine sous-marine produit autant d'énergie avec une taille sensiblement inférieure comparée à une éolienne équivalente, grâce à la densité de l'eau environ 800 fois supérieure à celle de l'air. Par exemple, une turbine de seulement 16 mètres de diamètre peut générer la même puissance qu’une éolienne terrestre classique d'environ 60 mètres de diamètre, ce qui réduit considérablement l’espace nécessaire.

Technologies innovantes de conversion d'énergie marine

Aujourd'hui, certaines innovations concrètes émergent pour améliorer la récupération d'énergie marine. Parmi elles, la technologie Dielectric Elastomer Generator (DEG) qui exploite directement les mouvements mécaniques des vagues pour produire de l'électricité grâce à des matériaux souples, une approche super prometteuse pour sa simplicité et son coût raisonnable en maintenance.

Autre technologie à suivre, les systèmes nommés Wave Energy Converters (WEC) développés par CorPower Ocean, capables d’ajuster automatiquement leur fonctionnement aux vagues reçues, améliorant largement leur rendement et leur résistance aux grosses tempêtes.

Concernant l’exploitation de l’écart de température marin, la société Makai Ocean Engineering à Hawaï bosse actuellement sur des échangeurs thermiques compacts, afin d'optimiser les installations d’énergie thermique des mers (ETM), et réduire drastiquement leur taille tout en boostant leur performance énergétique.

Enfin, une approche originale est expérimentée par Eco Wave Power à Gibraltar et en Israël : au lieu de placer leurs dispositifs en pleine mer, ils installent des convertisseurs d’énergie des vagues directement sur les digues et jetées portuaires, une solution pratique en ville pour faciliter l’accès, l'installation rapide et limiter les coûts d’entretien.

Stockage et transport de l'énergie produite

Une fois l'énergie marine captée au large, reste à l'acheminer efficacement vers la terre ferme. Un défi majeur : amener le courant sans pertes excessives. Là-dessus, une option intéressante c'est d'utiliser le courant continu à haute tension, ce qu'on appelle le HVDC (High Voltage Direct Current). Cette technologie permet de transporter l'énergie sur de longues distances sous-marines avec moins de pertes que les câbles classiques en courant alternatif.

Autre point essentiel : gérer la différence de rendement. À certains moments, les installations produisent plus que la demande immédiate. Là, des systèmes de stockage doivent entrer en jeu. Le stockage sous forme d'hydrogène est particulièrement prometteur : l'électricité excédentaire sert à produire du gaz par électrolyse. Sinon, des expérimentations autour des batteries à flux (vanadium ou zinc-brome) montrent aussi un beau potentiel : longue durée de vie, bonne tolérance aux cycles de charge-décharge fréquents, pratique pour ce type d'énergie intermittente.

Récemment, certaines équipes explorent une piste encore plus originale : convertir temporairement l'énergie électrique en air comprimé sous-marin, une sorte de batterie sous-marine géante. Ce système est testé notamment au Canada avec des résultats encourageants.

Enfin, certains pays comme la Norvège testent la combinaison entre production d'énergie marine et centrales hydroélectriques existantes. En gros, quand on produit trop au large, ça sert à pomper de l'eau vers des barrages en altitude. Et quand besoin il y a, on reproduit de l'électricité en relâchant cette eau stockée : simple et efficace.

30 milliards

Les investissements mondiaux dans les énergies marines renouvelables pourraient atteindre 14 milliards de dollars d'ici 2030.

29 %

La croissance annuelle de la capacité installée des énergies marines renouvelables est estimée à 29% d'ici 2030.

30 %

Les coûts des énergies marines renouvelables pourraient diminuer jusqu'à 30% d'ici 2050 avec le développement technologique et la montée en puissance de la production.

Technologie	Niveau d'avancement	Avantages	Défis
Les turbines sous-marines	En phase de déploiement pilote à petite échelle	Pas d'impact sur le paysage, efficacité élevée dans les courants marins	Coût de production et d'installation élevé, maintenance en milieu marin
Les technologies de conversion de la houle	Testées en laboratoire et en petite échelle sur site	Canalisation de l'énergie des vagues, adaptation à différentes conditions marines	Résistance aux tempêtes et aux conditions marines extrêmes, coûts de R&D importants
Les systèmes de récupération de l'énergie thermique des mers	En phase expérimentale pour maximiser l'efficacité	Pas d'impact sur les écosystèmes marins, source d'énergie stable	Technologie complexe, coûts de production initiaux élevés
Les convertisseurs d'énergie marémotrice	En cours de développement dans des zones à fort potentiel de marée	Rendement élevé, prédictibilité des flux de marée	Coût de déploiement, effets sur la faune et la flore marines

Applications et usages des énergies marines renouvelables

Alimentation en électricité des régions côtières et insulaires

Dans certaines régions insulaires, comme l'archipel écossais des Orcades, quasiment 120% de leurs besoins électriques proviennent déjà exclusivement des énergies renouvelables marines. Ici, on teste notamment des systèmes exploitant les marées, une ressource stable et prévisible, pour alimenter directement les foyers locaux sans passer par le continent.

Le projet "Sabella D10", en Bretagne, turbine sous-marine installée au large de l'île d'Ouessant, fournit aujourd'hui jusqu'à 15% des besoins en électricité de l'île. Là-bas, c'est très concret : moins de diesel importé par bateau, une réduction directe des coûts et une empreinte carbone clairement diminuée.

Dans le même esprit, aux Philippines, près des petites îles isolées, certaines communautés testent des unités flottantes d'énergie houlomotrice capables d'alimenter individuellement des villages entiers. Ces unités innovantes génèrent une électricité stable, même par conditions météo moyennement agitées, limitant alors les coupures fréquentes.

Les petites îles éloignées comme les Samoa font face à des prix de l'électricité importée très élevés, parfois trois à cinq fois supérieurs aux tarifs du continent. Grâce aux solutions renouvelables marines (houlomotrice, marémotrice ou thermique selon les zones), ces habitants paient moins cher, avec une stabilité énergétique accrue à long terme.

Il faut bien comprendre que dans ces régions, les câbles sous-marins reliant les îles au continent coûtent très cher à l'installation et à la maintenance. Miser sur les ressources marines locales diminue drastiquement ces dépenses, ce qui peut même inverser la tendance démographique dans certains endroits reculés : des familles choisissent à nouveau d'emménager là où l’énergie propre et abordable est disponible localement.

Enfin, des systèmes hybrides ingénieux combinent aujourd'hui énergies marines, solaire et stockage sur batteries lithium-ion ou hydrogène dans plusieurs îles méditerranéennes. Cela permet une fourniture électrique constante, même quand la mer est calme ou que le soleil ne brille pas, garantissant une autonomie énergétique quasi totale.

Production d'hydrogène vert à partir de ressources marines

L'utilisation d'énergie marine pour produire de l'hydrogène vert prend clairement du terrain ces dernières années. L'idée : utiliser directement l'électricité générée par des éoliennes offshore, par des hydroliennes ou même des installations houlomotrices pour alimenter des électrolyseurs près de la côte ou installés directement en mer, sur des plateformes flottantes. Un exemple très concret, le projet phare PosHYdon, déployé en mer du Nord près des Pays-Bas, associe une plateforme pétrolière existante convertie pour relier directement des turbines offshore à des électrolyseurs produisant de l'hydrogène vert.

La Mer du Nord n’est pas la seule concernée : au Japon, la préfecture de Nagasaki expérimente des plateformes flottantes alimentées par l’énergie marine pour leur production locale d’hydrogène. Le potentiel technique est clairement là, les ressources sont énormes : on estime qu'une seule éolienne offshore de 10 MW pourrait produire jusqu'à environ 400 kg d'hydrogène vert par jour via électrolyse en pleine capacité. Traduction : largement de quoi alimenter des ferrys ou des bus marins à hydrogène.

Le gros avantage : produire directement en mer permet d'éviter des pertes dans les câbles sous-marins sur de longues distances. En pratique, on transporte ensuite l'hydrogène via des pipelines ou même stocké sous pression dans des réservoirs flottants. Résultat intéressant aussi côté écologique : pas de CO2 rejeté, et beaucoup moins de stress sur les infrastructures électriques à terre. Pas étonnant que le secteur maritime regarde cette option de près pour décarboner ferrys, navires porte-conteneurs et même paquebots de croisière.

Applications industrielles et commerciales

L'industrie pétrolière offshore s'intéresse direct aux énergies marines pour alimenter ses plateformes de forage : Equinor teste déjà ça avec l'éolien flottant pour diminuer sa dépendance au gaz et diesel. Moins évident mais assez cool, certains centres de données expérimentent l'immersion sous-marine en exploitant la fraîcheur naturelle de l'eau de mer pour refroidir leurs serveurs (Microsoft a déjà plongé des capsules de data centers sous l'eau près des côtes écossaises). L'aquaculture profite aussi du mouvement : des fermes piscicoles offshore fonctionnent avec l’électricité venue des vagues, leur permettant d'être autonomes en énergie loin des côtes, comme le fait Waves4Power en Norvège. Autre truc intéressant, le dessalement de l'eau de mer pourrait utiliser directement l'énergie marine—Carnegie Clean Energy a lancé un système combiné énergie des vagues/dessalement qui produit de l'eau potable en Australie. De leur côté, les ports commerciaux cherchent à s'alimenter en énergie marine pour couvrir leurs besoins énergétiques plutôt conséquents (principalement avec du houlomoteur et éolien offshore). T'as aussi des boîtes agro-alimentaires en Europe comme Danone qui testent déjà l'utilisation d'énergies marines pour réduire leur empreinte carbone lors de la fabrication de certains produits. L'idée derrière tout ça ? Multiplier les usages industriels concrets pour accélérer la rentabilité et l'adoption massive des solutions marines renouvelables.

Les projets et initiatives actuelles dans le domaine des énergies marines renouvelables

Projets emblématiques en Europe

L'Europe regorge de projets hyper prometteurs côté énergies marines, y a de quoi être optimiste. Parmi les incontournables, y a MeyGen en Écosse, tout près des îles Orcades, avec le plus grand parc mondial de turbines sous-marines installées au fond du Pentland Firth. Les turbines y captent l'énergie des courants les plus forts d'Europe, et produisent déjà plusieurs gigawattheures d'électricité par an pour le réseau local.

Autre exemple, le projet Floatgen au large du Croisic, France, géré par Ideol, avec une éolienne flottante qui produit régulièrement de l’électricité depuis 2018 malgré des tempêtes sévères. Un test grandeur nature réussi pour cette solution d'avenir.

Côté énergie houlomotrice, attention au projet portugais WaveRoller à Peniche. Ils exploitent un panneau articulé sous l'eau qui utilise la puissance des vagues pour produire du courant sans compromettre le paysage côtier. Ça tourne déjà bien, mais les ingénieurs bossent encore à améliorer le rendement énergétique.

En Norvège, le projet Osmotic Power Prototype à Tofte a servi de laboratoire réel pour l'énergie osmotique, avec une centrale capable de produire de l'électricité à partir des différences de salinité entre eau douce et eau de mer. Même si l'échelle reste test, le potentiel impressionne.

L'Europe avance aussi du côté Méditerranée : en Italie, à Pantelleria, le projet ISWEC teste un système novateur de conversion houlomotrice intégré en pleine mer pour assurer l’électrification des îles isolées.

Bref, partout en Europe, des initiatives sérieuses démontrent que ce secteur peut basculer d'expérimental à industriel.