Mercredi 20 novembre 2019

La Norvège, premier pays à expérimenter l’énergie osmotique grandeur nature

Energie marine | 4 réactions

par Elsa Sidawy | Cleantech Republic | 04.07.11

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C’est bien connu, les ressources naturelles sont pleines d’énergie. Il en est ainsi à l’estuaire des fleuves lorsque l’eau douce rencontre l’eau de mer. Une zone de remous tumultueux qui s’avère libérer une énergie renouvelable que l’entreprise norvégienne Statkraft s’est employée à transformer en électricité. Comment ? En exploitant l’énergie osmotique de ces lieux bouillonnants.

En novembre 2009, lorsque la princesse Mette-Marit de Norvège inaugure en personne le prototype de centrale osmotique de Tofte, sur les rives d’un des bras du fjord d’Oslo, les riverains ne se doutent probablement pas des espoirs suscités par cette première mondiale.

L’entreprise publique d’électricité norvégienne, qui y a investi 25 millions sur fonds propres, mise gros. Un pari sur l’avenir, juge-t-on en interne : « notre philosophie est de produire essentiellement des énergies renouvelables. En 2010, 88 % de l’énergie produite par Statkraft l’ont été à partir de sources renouvelables », rappelle Clément Perchat, chef de projet hydroélectricité chez Statkraft France. La Norvège, et ses innombrables fjords, se révèle être le pays idéal pour tester le procédé. L’énergie osmotique survient en effet de la rencontre de l’eau douce et de l’eau salée, des exigences que remplissent la plupart des pays côtiers. Et les chiffres parlent d’eux-mêmes : au niveau des estuaires, la quantité d’énergie libérée peut atteindre l’équivalent de celle d’une chute d’eau de 120 m.

La membrane, clé de voûte d’une centrale osmotique

Une centrale osmotique (voir schéma) est constituée de deux réservoirs alimentés en continu par de l’eau douce et de l’eau salée, pompées localement. Entre les deux, une membrane semi-perméable retient le sel, mais laisse passer l’eau. De là, « la différence de pression osmotique entre l’eau douce et l’eau de mer fait tourner une turbine », générant de l’électricité qui pourra être injectée dans le réseau. En clair, c’est la différence de concentration en sels entre les deux liquides qui crée des étincelles.

Le bien-fondé du procédé réside dans ladite membrane, composée de polymères et enroulée à l’intérieur d’équipements sous pression. C’est elle aussi qui constitue le plus gros frein au développement de l’énergie osmotique. Aujourd’hui, son efficacité reste en effet très limitée : sur l’usine expérimentale de Tofte, chaque mètre carré de membrane produit seulement 1 W, un rendement qui devrait passer à 5 W d’ici 2015. « Pour produire de manière rentable de l’énergie osmotique, il faut encore améliorer le rendement des membranes », concède l’ingénieur. Prochaine étape, une usine osmotique d’1 à 2 MW qui nécessitera 200 000 m2 de membranes mais « qui ne sera pas construite à Tofte car elle nécessitera un débit d’eau douce plus important ».

Ce qui n’empêche pas le premier producteur européen d’énergies renouvelables d’être optimiste : « A terme, on devrait atteindre 25 MW, soit la consommation de 30 000 foyers », pour une production de 166 GWh/an. A condition de disposer de cinq millions de mètres carrés de membranes, concentré sur l’équivalent de la surface d’un terrain de football !

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Principes de fonctionnement d'une centrale osmotique (cliquer pour agrandir)

Un potentiel équivalent à la consommation de la moitié de l’Europe

Si l’entreprise norvégienne s’intéresse de si près à cette source d’électricité propre, c’est que le gisement mondial potentiel est colossal. Entre 1 600 et 1 700 TWh, soit la moitié de ce que consomment les Européens chaque année. Cette source d’énergie, qui ne dépend pas des conditions météorologiques et n’a aucun impact sur l’environnement, pèche donc encore aujourd’hui par son manque de rentabilité. Un frein qui devrait être levé avec l’augmentation des prix de l’énergie. Statkraft ne cache pas son ambition de commercialiser le dispositif d’ici 2015. D’autres pays comme la Corée, les Etats-Unis, le Japon ou les Pays-Bas sont sur les rangs. Et en France ? A l’heure où les énergies marines focalisent toutes les attentions, politiques et économiques, l’énergie osmotique aurait droit de cité.

Crédits photos : Statkraft

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Vos réactions

GS93 | 7.07.11 à 09.29

Bonjour,
où est l’erreur ?
Vous écrivez 1 m² produit 1 W (à terme 2015 ; 5W).
L’installation exposerait 2000m² de membranes et vous indiquez une puissance potentielle de 1 à 2MW.
D’autres sources parlent de 200 000m²/MW ce qui parait plus cohérent (encore s’agit il de rendements théoriques). En rendement disponible, que reste t’il lorsqu’on déduit les pertes de transformation (rendement), l’énergie des systèmes de pompages, le rendement électrique.
Cela dit, toutes les hypothèses de production d’énergie non fossile doivent être testées, évaluées. Ces travaux peuvent avoir des valorisations dans les batteries ou autres…. au delà d’hypothétiques “centrales osmotiques”
Bien cordialement.

SWINGREGORY | 26.07.11 à 17.42

Pour information :
la simple différence de température entre l’eau de mer et l’eau de l’estuaire du fleuve, ne soit-elle que de quelques degrés seulement : pourrait entrainer un moteur Stirling de type LTD : moteur à air chaud, à apport de chaleur externe.
Seule une grande surface d’échange serait nécéssaire pour compenser un faible delta T.
Un moteur Stirling LTD existe deja au Japon …
Cordialement

Elsa Sidawy | Cleantech Republic | 29.08.11 à 16.16

@GS 93. Bonjour, en effet il s’agissait bien de 1 à 2 kW et non MW pour 2 000 m2 de membranes, soit 200 000 m2 de membranes pour 1 à 2 MW (en considérant l’évolution des membranes). L’erreur est corrigée. Concernant votre remarque sur les autres sources, 200 000 m²/MW est équivalent aux 5W/m², annoncé par Statkraft. Ces ratios permettent de calculer des puissances nettes (prenant donc en compte les pertes diverses et les rendements).

davie | 2.12.12 à 17.07

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