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Bouchaib Année Scolaire : 2020/2021 Filière : 3ème Année G.M. Energétique Modul

Bouchaib Année Scolaire : 2020/2021 Filière : 3ème Année G.M. Energétique Module : Energie renouvelable [TAPEZ LE NOM DE LA SOCIÉTÉ] les énergie renouvelables en mer L’océan, un vaste réservoir d’énergie L’océan est un vaste réservoir d’énergie. Sous des formes diverses, cette énergie se manifeste par des phénomènes naturels dont la puissance a fasciné les Hommes depuis très longtemps. Dès l’Antiquité, ils ont su utiliser les vents et les courants pour mouvoir leurs navires, et le flux des marées pour actionner leurs moulins. Au début de l’ère industrielle, ils ont conçu des machines utilisant l’énergie mécanique de la houle et la chaleur des eaux de l’océan pour servir leur industrie. Si l’Homme s’est intéressé depuis longtemps aux ressources énergétiques marines, le contexte mondial actuel d’épuisement des sources d’énergies fossiles* (67 % de la production d’électricité provient d’énergies fossiles) et de lutte contre le changement climatique (en 2030, on estime à 45% l’augmentation de production de gaz à effet de serre), leurs confèrent un regain d’intérêt. En effet, à l’échelle internationale, l’assemblée générale des Nations Unies a proclamé « 2012 Année internationale de l'énergie durable pour tous ». Quant à la France, depuis le Grenelle de l’Environnement*, le pays s’est engagé à réduire sa dépendance en énergies fossiles en développant les énergies renouvelables (à hauteur de 23 % d’ici 2020), notamment en mer (3 %). A l’horizon 2030, 45% d’énergie supplémentaire sera nécessaire pour répondre aux besoins de la population mondiale toujours croissante. L’association européenne de l’énergie de l’océan (European Ocean Association : http://www.eu-oea.com/) estime une capacité de production énergétique issue des énergies renouvelables en mer de 188 GW, d’ici à 2050, ce qui correspondrait à 15 % de la consommation mondiale. Avec plus de 10 millions de km², la France dispose de la seconde surface maritime mondiale et a donc le potentiel pour devenir leader dans le développement des Energies Marines Renouvelables (EMR). Energies marines / énergies renouvelables en mer Les mers et océans recouvrant 70 % de la surface de la planète, il n’est pas surprenant que l’Homme redouble d’inventivité pour capter leurs énergies, appelées thalasso- énergies. Ces thalasso-énergies regroupent toutes les technologies permettant de produire de l’énergie (notamment de l’électricité) à partir des flux énergétiques issus de la mer, ce qui englobe aussi les ressources fossiles (gaz, nodules, pétrole..). Les Energies Marines Renouvelables se limitent aux technologies utilisant les ressources renouvelables en milieu marin : courants, vents, salinité… Ces sources d’énergies, dites « énergies de flux », sont inépuisables et leur transformation n’engendre pas ou peu de déchets ou d’émissions polluantes par rapport aux « énergies stock » tirées des gisements de combustibles fossiles. Panorama des techniques - Energie thermique des mers : (Energie Thermique des Mers -ETM- ou Ocean Thermal Energy Conversion -OTEC) L'énergie solaire, capturée par la mer, principalement dans les régions tropicales, est stockée sous forme de chaleur dans les couches d'eau de surface. Selon l’ADEME*, en quarante minutes, le soleil envoie sur Terre toute l’énergie consommée par les activités humaines pendant un an. A 1000 mètres de profondeur, même dans ces zones, l’eau de mer reste uniformément voisine de 4°C. Historique : En 1821, Thomas Johann Seebeck découvre l'effet Seebeck : une différence de potentiel apparaît à la jonction de deux matériaux lorsqu'ils sont soumis à un gradient de température. En 1869, le romancier Jules Verne, dans son célèbre ouvrage «Vingt milles lieues sous les mers », aborde également l'idée d'utiliser les "eaux de surface et les eaux profondes des océans pour produire de l'électricité". Par la suite, cette idée est reprise en 1881 par J. Arsène d’Arsonval qui propose un principe différent : vaporiser un fluide pour actionner un turboalternateur. Enfin, dans les années 1920 et 1930, c’est un ingénieur français, George Claude (cofondateur de l’Air Liquide et inventeur de la lampe à néon), qui réalise les premières usines de production d’électricité à partir de l’Énergie Thermique des Mers. Principe : Le système ETM permet de générer de l’électricité en utilisant la différence de température entre une eau de surface chaude et les courants froids des profondeurs. Cette technique requiert une différence de température (gradient thermique) de 20°C minimum tout au long de l’année, ce qui explique qu’elle ne peut être utilisée que dans la zone intertropicale (principalement dans l’océan Pacifique) où la température de l’eau de l’océan est uniformément proche de 4°C à 1000 m de profondeur alors qu’en surface, elle avoisine les 28°C. - Technique : Un fluide ammoniaqué, maintenu en circuit fermé, est réchauffé par l’eau de surface chaude jusqu’à passer de l’état liquide à l’état de vapeur. Cette vapeur est détendue dans une turbine qui entraîne un alternateur produisant de l’électricité. La vapeur est renvoyée dans un condensateur où, au contact de l’eau froide puisée dans les profondeurs, elle retourne à l’état liquide. Ce cycle est appelé « cycle de conversion ». - En France : La France était une nation pionnière de l’ETM au début du 20ème siècle ; elle a abandonné ce domaine de recherche depuis le milieu des années 1980 après avoir effectué l'avant projet d'une station pilote de 5 MW à Tahiti, en Polynésie française. Depuis juin 2007, ce sujet est revenu à l'ordre du jour … - Le premier projet lancé en 2008, est celui de l'Ile de la Réunion, qui s'inscrit dans un plan plus vaste d'Énergies Renouvelables Marines. - En Polynésie Française, l'ETM est revenue sur le devant de la scène en 2008. Et en février 2010, la Polynésie a signé avec l'État Français, un protocole d'accord pour le financement de l'étude de faisabilité d'une centrale ETM. - La Région Martinique a signé le 25 novembre 2010 une première convention portant sur la définition des possibilités et conditions de mise en place en Martinique d’une centrale pilote d’Énergie Thermique des Mers. Le 20 juillet 2011, une deuxième convention a été signée, dont l'objectif est de préciser et de délivrer les données relatives à la conception de la centrale ETM, à l’organisation industrielle du projet, à son impact environnemental ainsi qu’à son modèle économique. L’objectif global de ce programme serait de disposer à l’horizon 2015 d’une centrale pilote d’une puissance de 10 MW, qui contribuerait à répondre aux besoins énergétiques croissants de la Martinique et à sa future autonomie énergétique. Actuellement, le dossier de financement du projet a été retenu au niveau national dans le cadre du programme Investissements d’Avenir et fait partie des projets que le gouvernement a présentés au programme de financement européen pour les énergies renouvelables NER300*. - Dans le monde : C’est aux États-Unis que les travaux pour le développement de l'ETM sont les plus nombreux et les plus avancés. Ils se sont poursuivis sans discontinuité, avec une aide substantielle du gouvernement américain et/ou sur fonds propres. Aucune usine n'est encore opérationnelle, mais on assiste depuis 2011 à un foisonnement de projets et signatures d'accords. En ce qui concerne le reste du monde, au Japon, en Inde et aux Pays Bas, les projets sont moins nombreux ou sont moins connus. - Développement d’activités connexes : Une centrale ETM, dans la mesure où elle pompe de grandes quantités d’eaux profondes froides et riches en nutriments et autres substances exploitables, pourrait également permettre, en théorie, aux alentours, le développement d’activités économiques connexes : zone de concentration du poisson, aquaculture, extraction de lithium…. - Energie mécanique des déplacements d’eau : Plusieurs types d’énergie mécanique sont présents au sein des océans. En premier lieu, il y a celle liée à la houle. Cette énergie potentielle n’est malheureusement pas constante car elle dépend de la présence et de l’intensité des vents, à l’origine de la houle. En second lieu, on considère les courants marins qui, contrairement aux vents, sont constants ou périodiques. Ils représentent une énergie fabuleuse. Il existe deux grands types de courants : les courants de marée que l'on rencontre dans l'embouchure des fleuves et près des côtes et les courants océaniques situés plus ou moins au large des côtes. Pour capter cette énergie, il faut placer des hélices ou des turbines dans l'axe de ces courants. • Utiliser la houle (vagues) L'énergie des vagues ou force « houlomotrice » offre une importante ressource brute en énergie. C'est l'une des plus denses parmi les énergies renouvelables. Présente sur toutes les côtes de tous les océans du monde, elle est toutefois plus importante dans certaines régions, comme l'Atlantique Nord, et particulièrement au large des îles britanniques. - Technique : Il existe 4 principaux types de dispositifs pour récupérer l’énergie des vagues : - Des bouées sous-marines en mouvement (colonnes d’eau oscillantes immergées), qui montent, descendent et tanguent au gré des vagues. Ancrées sur le fond, leur mouvement actionne un piston, aspire de l’eau de mer dans uneturbine ou comprime de l’air ou de l’huile qui va faire tourner un moteur ; - Des colonnes d’eau oscillantes côtières : en fin de course, les vagues entrent dans un caisson où elles compriment l’air emprisonné. Cet air comprimé fait tourner une turbine ; - Des débordements de chenal: les vagues s’engouffrent dans un chenal qui uploads/Geographie/ en-mer.pdf