Centraliens - La revue des Arts et Manufactures - Juillet 2013 / N°627 - 28

Dossier

Energie thermique
des mers :

l’énergie venue des grandes profondeurs

Figure 1 : Les zones géographiques propices à l’ETM

Les océans et les mers couvrent approximativement 70% de la planète
et captent l’énergie solaire de façon directe (rayonnement solaire) et
indirecte (rayonnement réfléchi par l’atmosphère). Les rayons solaires
sont absorbés par l’océan de façon optimale au niveau des zones
intertropicales.
L’énergie solaire absorbée par l’eau diminue également avec la
profondeur. La masse volumique de l’eau augmente avec la baisse
de température, ce qui empêche les volumes d’eau froide des fonds
océaniques de se mélanger avec les volumes d’eau chaude en surface.
Le principe de l’Energie Thermique des Mers
(ETM), « Ocean Thermal Energy Conversion »
(OTEC) en anglais, consiste à utiliser la différence de température entre l’eau de surface à
environ 25°C et l’eau située en profondeur (-1
000 m) à environ 5°C. Cette différence de température existant naturellement dans les mers
tropicales sur environ 60 millions de km2 (3
fois la superficie de l’Amérique du Nord et centrale) permet de produire de l’électricité toute
l’année (Figure 1).
L’ETM permet donc de produire de l’énergie
24h/24 et 7j/7, et doit pouvoir contribuer aux
besoins en électricité croissants des territoires
situés dans les tropiques et à leur future autonomie énergétique. Cette solution innovante
est une alternative verte aux énergies dites fossiles (gaz, charbon...) massivement utilisées sur
les sites isolés, non connectés aux réseaux électriques continentaux. Près de 35 pays, situés
intégralement ou en partie en zone intertropicale, peuvent aspirer à exploiter cette source
d’énergie.
Dès 1869, Jules Verne évoque le premier l’idée
d’utiliser les différences de température de la
mer pour produire de l’électricité. Puis le phy-

sicien français Jacques d’Arsonval posa pour
la première fois, en 1981, les bases théoriques
de ce concept. En 1920, l’ingénieur français
Georges Claude se lance dans le développement de cette technologie. Sa démarche, fruit
d’une collaboration initiée 20 ans plus tôt avec
Jacques d’Arsonval, l’amènera à construire le
premier prototype dans la baie de Matanza
à Cuba. Il devra abandonner son projet en
raison de problèmes techniques. La technologie reste alors en sommeil pendant 50 ans,
jusqu’aux chocs pétroliers des années 1970,
période à laquelle La France, les Etats-Unis
et le Japon se mettent à étudier à nouveau les
potentialités de ce système.
L’Inde, le Japon, Taïwan ou les États-Unis sont
les principaux pays, avec la France, investissant actuellement dans l’énergie thermique
des mers. Aujourd’hui, ces pays restent les
pionniers du développement de cette énergie
marine. Parmi les projets en cours à l’étranger, citons à Hawaï celui de construction d’un
démonstrateur ETM de 10 MW d’ici à 2015
(et de 100 MW d’ici à 2020) dont est chargé
l’entreprise Lockheed Martin, groupe du secteur de la défense. DCNS est pour sa part la

seule entreprise française à investir en faveur
de cette technologie innovante.

Principe de fonctionnement
de l’ETM
L’ETM produit de l’énergie grâce à un fluide
caloporteur (par exemple de l’ammoniac) qui
passe de l’état liquide à l’état vapeur dans un
évaporateur, au contact de l’eau chaude puisée en surface. La vapeur sous pression passe
dans un turbogénérateur pour faire tourner
une turbine et produire de l’électricité. Elle retourne ensuite à l’état liquide dans un condenseur, au contact de l’eau froide puisée en profondeur (Figure 2).
Il faut un très grand débit d’eau de mer pour
compenser le faible gradient de température
et de très grands diamètres de canalisations
pour limiter les pertes de charge. La réalisation
de la conduite d’eau froide à 1 000 mètres de
profondeur constitue ainsi l’un des défis technologiques majeurs de l’ETM. DCNS est en
train de relever ce défi en menant des travaux
de R&D qui prendront fin en 2013.

Mise en œuvre et
industrialisation du process
L’objectif du Groupe DCNS est de confirmer la faisabilité de la mise en œuvre de
cette technologie dans les eaux tropicales du
monde entier. Les départements et collectivités d’outre-mer ont manifesté dès 2008 leur
intérêt pour cette technologie. DCNS a en
effet réalisé une première étude de pré-faisabilité pour La Martinique cette année là. Ce
premier contrat d’étude a été suivi de plusieurs autres accords signés avec La Réunion,
Tahiti et La Martinique.
Centraliens no627 [Juillet 201
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