Énergie thermique des mers - Définition

Points positifs et négatifs des cycles

Remarques sur le cycle ouvert:

• Production d’eau potable en plus de l’électricité
• Moins de paroi dans l’évaporateur donc moins de problèmes de bio salissure
• Grande turbine à cause de la faible pression donc procédé très coûteux
• Problème pour faire le vide d’air

Remarques sur le cycle fermé:

• Petit turbogénérateur grâce à la forte pression, donc moins coûteux
• Evaporateur volumineux et à double paroi, donc plus de problèmes de bio salissure
• L’utilisation de l’ammoniac est un problème pour les matériaux

Remarques sur le cycle hybride:

• Produit deux énergies en grande quantité
• Plus gros coût d’investissement, car deux fois plus de matériel
• Plus grand phénomène de refroidissement des eaux de surfaces

Cycle hybride

Ce cycle utilise les deux précédentes techniques, car nous retrouvons le cycle fermé en premier lieu, avec toujours le cycle de l’ammoniac qui traverse l’évaporateur, le turbogénérateur et le condenseur, c’est-à-dire un cycle thermodynamique qui produit de l’électricité. La nouvelle technique intègre un deuxième étage qui va produire de l’eau potable, grâce à un cycle ouvert en utilisant le différentiel d’eau après le cycle fermé.

Impact environnemental

La production d'énergie maréthermique ne fait pas intervenir de combustion, (il n'est pas nécessaire d'apporter de l'énergie a la source chaude), et ne rejette donc pas de dioxyde de carbone (CO₂) qui est un gaz à effet de serre.

Cependant, compte tenu du faible écart de température entre source chaude et source froide, le rendement n'est que de quelques pour cent, et ce système implique l'utilisation de volumes d'eau importants (quelques m3/s et par MW). Durant le pompage de cette eau, de nombreuses espèces vivantes peuvent être entraînées et tuées (poissons, larves, etc..)

De plus, l'utilisation de chlore est fréquente pour éviter le développement des dépôts marins. Celui-ci endommage l'écosystème.

Certaines interactions mineures méritent d’être évaluées. Ces études ont été menées par des laboratoires à HAWAII, DITMARS, PADDOCK, VEGA, NELHA.

Les impacts thermiques

La différence de température entre l’entrée et la sortie des canalisations est d’environ 4 °C, ce qui entraîne de faibles modifications, mais pour atténuer davantage les impacts sur la faune et la flore, l’eau est rejetée en profondeur. Pour des centrales de 400 MW, le changement à l’entrée des canalisations est de 0,2 °C. Pour le moment, ces installations sont développées pour des îles (20 MW), et elles restent très éparpillées, le risque est alors négligeable. Mais il faut se soucier du risque cumulatif pour des grosses installations. Une étude a porté sur le golfe du Mexique, en modélisant 100 centrales de 200 MW. Au bout de 30 ans de fonctionnement, on remarque que la température de surface aurait baissé de 0,05 °C, et la température en profondeur aurait augmenté de 1 °C.

Les impacts biologiques

Pour des petites installations de 20 MW, on peut se permettre de rejeter l’eau en surface. On constate cependant pour de plus grosses installations un phénomène comparable à la remontée d'eau des profondeurs (« upwelling »), qui favorise l’enrichissement nutritif et stimule la vie aquatique. La remontée d'eau est un phénomène océanographique qui se produit lorsque de forts vents marins poussent l'eau de surface des océans, laissant ainsi un vide où peuvent remonter les eaux de fond et avec elle une quantité importante de nutriments.

L’aspiration des espèces vivantes est prise en considération : pour cela des grilles sont mises à l’entrée des canalisations, et elles sont éloignées des côtes en ce qui concerne l’eau de surface. Pour ce qui concerne l’eau froide, il n’y a pratiquement plus de vie à 800 mètres de profondeur.

Pour lutter contre un problème marin récurrent qui est la bio salissure et améliorer le rendement de la machine, on utilise une dose de biocide (0,02 ppm concentration molaire journalière) qui est cinq fois en dessous du seuil règlementaire américain. Aujourd’hui, la dose en biocide devrait être réduite à 0,01 ppm, soit 10 fois en dessous du seuil règlementaire américain.

Le seul risque d’accident possible sur une installation E.T.M. est un risque de perte d’ammoniac. Même si celui-ci est un élément nutritif, une dose trop importante pourrait avoir des impacts néfastes sur l’environnement. L’ammoniac est un fluide connu très employé, les systèmes de sécurité sont fiables.

La pollution atmosphérique

L’eau en profondeur est plus riche en CO₂ que l’eau de surface. Une étude menée par Sullivan démontre que si tout le CO₂ était relâché, une centrale E.T.M. émettrait 4 fois moins de CO₂ qu’une centrale thermique fossile. Heureusement, seule une faible partie du CO₂ est libérée. Pour un cycle ouvert, environ un centième des 700 g par kWh d’une centrale fossile, et pour un cycle fermé, le taux serait encore plus faible. Au final une centrale ETM est 99 fois moins polluante en CO₂ qu'une centrale fossile.

Pour conclure, les études montrent que si nous arrivions à récupérer 0,07% de l’énergie solaire absorbée par les océans, ce qui représenterait 10 millions de MW, les conséquences environnementales seraient insignifiantes.