Énergie marémotrice

L’énergie marémotrice ou l’énergie de marée, comme on l’appelle aussi, est une autre forme d’énergie aquatique qui exploite la vaste source d’énergie des marées océaniques pour générer de l’électricité. L’énergie marémotrice est une “source d’énergie durable”, car la Terre utilise les forces gravitationnelles de la lune et du soleil chaque jour pour déplacer d’énormes quantités d’eau dans les océans et les mers, produisant des flux et des courants marins.

Alors que la Terre, sa Lune et le Soleil tournent les uns autour des autres dans l’espace, le mouvement gravitationnel de la Lune et du Soleil par rapport à la Terre provoque des millions de gallons d’eau à circuler autour des océans de la Terre, créant des variations périodiques dans ces masses d’eau en mouvement. Ces mouvements verticaux de l’eau sont ce que nous appelons des “marées”.

Lorsque les lignes de gravité de la Terre et de la Lune s’alignent, l’influence de ces deux forces gravitationnelles devient très forte, entraînant des millions de gallons d’eau à se déplacer ou à affluer vers le rivage, créant ainsi une condition de “pleine mer”.

De même, lorsque la gravité de la Terre et celle de la Lune sont à 90^o

Ce flux et reflux des marées se produit deux fois lors de chaque période de rotation de la Terre, avec des cycles lunaires plus forts sur une base hebdomadaire et annuelle superposés sur ces marées.

Lorsque la Lune est en parfaite alignement avec la Terre et le Soleil, l’attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil ensemble devient beaucoup plus forte que la normale, avec les pleines mers devenant très élevées et les basses mers devenant très basses lors de chaque cycle de marée. Ces mouvements d’eau de mer sont appelés marées de vive eau (maximum). Ces marées de vive eau se produisent pendant la pleine lune ou la nouvelle lune.

L’autre situation marémotrice se produit pendant les marées de morte eau (mini), lorsque l’attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil s’opposent, annulant ainsi leurs effets. Le résultat net est une action de tirage plus faible sur l’eau de mer, créant des différences beaucoup plus petites entre les marées hautes et basses, produisant ainsi des marées très faibles.

Les marées de morte eau se produisent pendant la phase de quartier lune. Ensuite, les marées de vive eau et de morte eau produisent différentes quantités d’énergie potentielle dans le mouvement du niveau d’eau de la mer, leurs effets étant différents des niveaux d’eau de mer ordinaires, et nous pouvons utiliser ces variations de marée pour produire de l’énergie renouvelable. Il est donc juste de dire que les marées tournent en faveur de l’énergie alternative.

Nous savons maintenant que le mouvement rotatif constant de la Terre et de la Lune l’un par rapport à l’autre entraîne d’énormes quantités d’eau à circuler autour de la Terre au fur et à mesure que l’eau de mer entre et sort. La portée des marées de la Terre est prévisible et régulière, résultant en deux cycles de pleine mer et deux cycles de basse mer chaque jour, le niveau des océans se déplaçant constamment entre une pleine mer, une basse mer, et de nouveau à une pleine mer.

Le temps nécessaire pour qu’un cycle de marée se produise est d’environ 12 heures et 24 minutes (appelé le “cycle diurne”) entre deux pleines mers consécutives, permettant aux océanographes et aux météorologues de prédire avec précision le flux et le reflux de l’eau sur les océans plusieurs années à l’avance.

Le principal grand avantage de cela est que la portée des marées est donc parfaitement prévisible et régulière, contrairement à l’énergie éolienne ou à l’énergie solaire, permettant à des kilomètres de côtes d’être utilisées pour l’exploitation de l’énergie marémotrice. Plus l’influence de la marée est grande, plus le mouvement de l’eau marémotrice est considérable, donc plus d’énergie potentielle peut être collectée pour la génération d’énergie.

Ainsi, l’énergie marémotrice peut être considérée comme une source d’énergie renouvelable, car l’énergie des océans est renouvelée par le soleil ainsi que par les influences maritimes des forces gravitationnelles de la lune et du soleil.

Puisque la position de la Terre et de la Lune par rapport au Soleil change tout au long de l’année, nous pouvons utiliser l’énergie potentielle de l’eau contenue dans le mouvement quotidien des niveaux de mer montants et descendants pour générer de l’électricité.

La génération d’électricité à partir des marées est similaire à bien des égards à la génération hydroélectrique examinée dans les tutoriels sur l’énergie hydraulique. La différence cette fois-ci est que l’eau s’écoule à travers les turbines dans les deux sens plutôt que dans une seule direction.

L’énergie marémotrice, tout comme l’énergie hydraulique, transforme l’eau en mouvement en une énergie propre. Le mouvement de l’eau marémotrice, entraîné par l’attraction gravitationnelle, contient de grandes quantités d’énergie cinétique sous forme de forts courants marémotrices appelés courants de marée.

Le flux et le reflux quotidiens des marées océaniques le long d’une côte et à l’intérieur et à l’extérieur de petits inlets, baies ou bassins côtiers, ne diffère guère de l’eau qui coule le long d’une rivière ou d’un ruisseau.

Le mouvement de l’eau de mer est exploité de manière similaire en utilisant des roues à eau et des turbines, comme celles utilisées pour générer de l’électricité hydraulique. Mais parce que l’eau de mer peut s’écouler dans les deux directions dans un système d’énergie marémotrice, elle peut générer de l’énergie lorsque l’eau s’écoule à l’intérieur et aussi lorsqu’elle s’écoule à l’extérieur.

Par conséquent, les générateurs marémotrices sont conçus pour produire une sortie d’énergie lorsque les lames du rotor tournent dans les deux sens. Cependant, le coût des générateurs électriques réversibles est plus élevé que celui des générateurs à direction unique.

Barrage marémoteur – Un barrage marémoteur est un type de génération d’énergie marémotrice qui implique la construction d’un mur de barrage relativement bas, connu sous le nom de “barrage”, à l’entrée d’un inlet ou d’un bassin marémoteur, créant ainsi un réservoir marémoteur.

Ce barrage a plusieurs tunnels sous-marins taillés dans sa largeur, permettant à l’eau de mer d’y circuler de manière contrôlable à l’aide de “portes de déluge”. Fixés à l’intérieur des tunnels se trouvent d’énormes générateurs turbines à eau qui tournent alors que l’eau passe au travers, générant de l’électricité marémotrice.

Un barrage marémoteur génère de l’électricité en utilisant la différence de hauteur verticale entre les pleines mers montantes et les basses mers descendantes. Pendant que la marée monte et redescend, l’eau de mer peut entrer ou sortir du réservoir à travers un système de tunnels sous-marins à sens unique. Ce flux d’eau marémotrice va-et-vient fait tourner les générateurs turbines à l’intérieur des tunnels, produisant de l’énergie marémotrice avec des générateurs spéciaux utilisés pour produire de l’électricité à la fois pendant les pleines mers et les basses mers.

Le principal inconvénient de la génération de barrage marémoteur, est qu’elle ne peut générer de l’électricité que lorsque la marée est effectivement en train de s’écouler “à l’intérieur” ou “vers l’extérieur” car pendant les moments de haute et basse mer, l’eau marémotrice est stationnaire.

Cependant, comme les marées sont totalement prévisibles, d’autres centrales électriques peuvent compenser cette période stationnaire lorsqu’aucune énergie marémotrice n’est produite. Un autre inconvénient d’un système de barrage marémoteur est les effets environnementaux et écologiques qu’un long barrage en béton peut avoir sur les estuaires qu’il couvre.

Courant Marémoteur – Un système de génération de courant marémoteur réduit certains des effets environnementaux des barrages marémoteurs en utilisant des générateurs turbines sous la surface de l’eau. Les principaux flux marémotrices et courants océaniques, comme le Gulf Stream, peuvent être exploités pour extraire leur énergie marémotrice à l’aide de rotors et turbines sous-marins.

La génération de courant marémoteur est très similaire en principe à la génération d’énergie éolienne, sauf que cette fois les courants d’eau s’écoulent à travers les lames du rotor des turbines, ce qui fait tourner la turbine, un peu comme les courants d’air font tourner les pales des turbines éoliennes. En fait, les zones de génération de courant marémoteur sur le fond marin peuvent ressembler à de véritables parcs éoliens sous-marins.

Contrairement à l’énergie éolienne en mer, qui peut souffrir de tempêtes ou de dommages causés par la mer, les turbines à courant marémoteur fonctionnent juste sous la surface de la mer ou sont fixées au fond marin. Les courants marémotrices se forment par les volumes d’eau rapidement en mouvement, souvent à cause du flux et du reflux des marées, alors que le profil du fond marin fait accélérer l’eau à mesure qu’elle approche du rivage.

Comme l’eau est beaucoup plus dense que l’air et a un taux d’écoulement beaucoup plus lent, les turbines marémotrices ont des diamètres beaucoup plus petits et des vitesses de bout plus élevées comparées à une turbine éolienne équivalente. Les turbines à courant marémoteur génèrent une sortie d’énergie à la fois lors du flux et du reflux des marées. Un des inconvénients de la génération de courant marémoteur est que, comme les turbines sont immergées sous la surface de l’eau, elles peuvent créer des dangers pour la navigation et le trafic maritime.

D’autres formes d’énergie marémotrice incluent des barrières marémotrices qui utilisent des turbines à axe vertical individuelles montées au sein d’une structure de barrière, connue sous le nom de caisson, qui bloque complètement un canal et force l’eau à s’écouler à travers elles. Une autre méthode alternative pour exploiter la puissance marémotrice consiste à utiliser une “turbine marémotrice oscillante”.

Il s’agit essentiellement d’une aile fixe appelée Hydroplane positionnée sur le fond marin. L’hydroplane utilise l’énergie du courant marémoteur qui passe au-dessus pour faire osciller son aile géante, similaire à l’aileron d’une baleine, de haut en bas avec le mouvement des courants marins. Ce mouvement est ensuite utilisé pour générer de l’électricité. L’angle de l’hydroplane par rapport au courant des marées peut être modifié pour accroître l’efficacité.

L’énergie marémotrice est une autre forme de petite énergie hydraulique qui est totalement neutre en carbone, tout comme l’énergie éolienne et hydraulique. L’énergie marémotrice présente de nombreux avantages par rapport à d’autres formes d’énergie renouvelable, son principal avantage étant qu’elle est prévisible.

Cependant, tout comme de nombreuses autres formes d’énergie renouvelable, l’énergie marémotrice a aussi ses inconvénients, comme des temps de génération inflexibles dépendant des marées et le fait qu’elle fonctionne dans des conditions hostiles des océans et des mers. Voici donc quelques-uns des avantages et inconvénients associés à l’“énergie marémotrice”.

• L’énergie marémotrice est une ressource d’énergie renouvelable car l’énergie qu’elle produit est gratuite et propre, aucun combustible n’étant nécessaire et aucun déchet n’étant produit.
• L’énergie marémotrice a le potentiel de produire une grande quantité d’énergie verte et gratuite.
• En général, l’énergie marémotrice n’est pas coûteuse à exploiter et à entretenir comparée à d’autres formes d’énergie renouvelables.
• Faible impact visuel, alors que les turbines marémotrices sont principalement, sinon totalement, immergées sous l’eau.
• Faible pollution sonore, car tout bruit généré est transmis à travers l’eau.
• Haute prévisibilité, car les pleines mers et basses mers peuvent être prédits des années à l’avance, contrairement au vent.
• Les barrages marémoteurs offrent une protection contre les inondations et les dommages aux terres.
• Les grands réservoirs marémoteurs ont de multiples usages et peuvent créer des lacs et des zones récréatives où il n’y en avait pas auparavant.

• L’énergie marémotrice n’est pas toujours une source d’énergie constante, car elle dépend de la force et du flux des marées, qui sont eux-mêmes influencés par les effets gravitationnels de la Lune et du Soleil.
• L’énergie marémotrice nécessite un site adapté, où les marées et les courants marémotrices sont constamment forts.
• Doit être capable de résister aux forces de la nature, entraînant de élevés coûts d’investissement, de construction et d’entretien.
• Coûts de distribution d’énergie élevés pour envoyer l’énergie générée à partir des dispositifs immergés à la terre à l’aide de longs câbles sous-marins.
• Génération d’énergie intermittente, ne générant de l’énergie que dix heures par jour pendant l’afflux et le reflux des marées.
• Changements à l’écosystème des estuaires et augmentation de l’érosion côtière là où les marées sont concentrées.
• Accumulation de limon, sédiments et polluants dans le barrage marémoteur provenant des rivières et des ruisseaux qui se déversent dans le bassin, car ils ne peuvent pas s’écouler vers la mer.
• Danger pour les poissons et autres espèces marines, car ils peuvent se retrouver coincés dans le barrage ou aspirés à travers les pales des turbines marémotrices.

Nous avons vu qu’il existe deux manières d’exploiter l’énergie dans un système de génération d’énergie marémotrice : la première utilise un système de barrage marémoteur pour stocker de l’eau dans un réservoir marémoteur derrière un grand mur ou barrage, tandis que la seconde utilise les courants marémotrices et les courants océaniques sous la surface de la mer.

L’énergie marémotrice nécessite un investissement en capital important pour les barrages, turbines et navires de soutien, mais une fois qu’une centrale “marémotrice” est construite, l’énergie qu’elle génère est essentiellement gratuite, le système étant relativement peu coûteux à faire fonctionner.

Les coûts du projet impliqués et la recherche d’un emplacement marémoteur approprié rendent l’“énergie marémotrice” inadaptée pour la production d’énergie à petite échelle ou pour la génération d’énergie domestique. Cependant, des roues à eau et des turbines marémotrices ont été construites et utilisées pendant de nombreuses années à proximité de petits inlets, rivières et canaux. Ces dispositifs utilisent le flux et le reflux des eaux marémotrices, ainsi que des portes de déluge et des vannes de canal, pour contrôler le flux d’eau. À l’origine, ces dispositifs d’énergie marémotrice étaient utilisés pour moudre du maïs ou produire de l’énergie mécanique pour les moulins environnants.

Dans le prochain tutoriel sur l’énergie marémotrice, nous examinerons les barrages marémoteurs plus en détail, y compris leur construction et leur potentiel pour générer de l’électricité marémotrice gratuite et verte.

Pour plus d’informations sur l’“énergie marémotrice” et comment générer votre propre électricité grâce à la force de la mer, ou pour obtenir plus d’informations sur les différents systèmes d’énergie marémotrice disponibles, ou pour explorer les avantages et les inconvénients de l’énergie marémotrice, Cliquez ici pour commander votre exemplaire sur Amazon dès aujourd’hui concernant l’énergie des océans, marémotrice et des vagues, la révolution énergétique venue de la mer.