L’énergie osmotique se base sur les différences de salinité entre l’eau de mer et l’eau fluviale pour produire de l’électricité. Cette technologie de production d’électricité est connue depuis de nombreuses années, mais n’était pas assez mature pour une exploitation à grande échelle. Avec les dernières évolutions technologiques et celles du marché, l’énergie osmotique pourrait faire figure de nouvelle opportunité pour accélérer la transition énergétique française et européenne.
L’énergie osmotique : Qu’est-ce que c’est ?
Une question d’attirance entre eau salée et eau pure
Cette source d’énergie base son fonctionnement sur les échanges entre l’eau salée et l’eau pure. Une membrane semi-perméable sépare ces eaux, contenues chacune dans un réservoir distinct. Cette membrane est capable de laisser passer les molécules d’eau, mais qu’une faible partie des molécules de sel.
D’une concentration en sel différente, ce déséquilibre provoque une réaction. Les molécules d’eau du réservoir d’eau pure sont attirées vers le réservoir d’eau concentrée en sel. Cela a pour effet d’augmenter le volume d’eau contenu dans le réservoir d’eau salée, et d’augmenter la salinité du réservoir d’eau pure. Cette réaction se nomme l’osmose et se déroule ainsi jusqu’à ce qu’un équilibre de salinité soit atteint entre les deux réservoirs.
Source : connaissance des énergies
Une pression exploitable pour le fonctionnement d’une turbine
Ces échanges de molécules d’eau créent une pression, exploitable pour produire de l’électricité. Pour se faire, les centrales osmotiques doivent se placer dans des lieux où l’eau salée et l’eau douce se rencontrent naturellement, c’est-à-dire aux embouchures des fleuves.
Cette centrale pompe ainsi l’eau pure du fleuve et de l’eau salée issue de la mer dans deux réservoirs distincts, séparées d’une membrane, pour recréer les conditions de l’osmose. Pour stabiliser cette réaction à long terme, on ajoute un élément dans la centrale : un échangeur de pression avant le réservoir d’eau salée, pour mettre sous pression l’eau salée nouvellement pompée de la mer. Une fois l’osmose produite, l’eau salée sous pression est dirigée vers la turbine électrique, avant d’être relâchée dans la mer.
Source : Connaissances des énergies
Une source d’énergie totalement renouvelable, mais historiquement peu rentable
L’énergie osmotique offre l’avantage d’exploiter un phénomène naturel, pour produire de l’électricité. Ainsi, elle offre l’avantage :
- D’être une énergie décarbonée ;
- D’être neutre en déchets et autres matières polluantes ;
- D’être silencieuse, lors de son fonctionnement ;
- Constante dans la production d’électricité.
Ces avantages sur le plan environnemental sont toutefois plus mitigés sur le plan économique, car les performances de production électrique sont encore à améliorer, pour une pleine exploitation. Cette problématique concerne surtout la membrane semi-permanente, et sa capacité à traiter un volume d’eau important.
Au début des années 2010, il fallait 1m3 d’eau douce par seconde et 2m3 d’eau de mer pressurisée à 12 bars pour atteindre 1 MW de puissance électrique. Par comparaison, les éoliennes de nouvelle génération atteignent jusqu’à 5 MW. Ce temps est en passe d’être révolu, avec une innovation sur la membrane de la part de Sweetch Energy, une entreprise bretonne.
Un projet de centrale osmotique au bord du Rhône
D’ici 2023, la première centrale osmotique de France va voir le jour en Camargue, dans le delta du Rhône, plus précisément à Port-Saint-Louis. Cette centrale sera en expérimentation durant 2 années, pour une puissance de plusieurs dizaines de kilowatts.
Ce choix de localisation est réalisé pour une bonne raison, le Rhône représente un tiers du potentiel de l’énergie osmotique en France. Il permet ainsi de maximiser le potentiel de production de la centrale, pour en réduire les coûts d’exploitation. Ce projet est mené à bien par la Compagnie Nationale du Rhône (CNR) et l’entreprise bretonne. L’entreprise bretonne a conçu une nouvelle membrane biosourcée, capable de multiplier par 20 les performances de production. Elle permet de réviser par 10 les coûts de conception.
Au fil des années, cette centrale pourrait atteindre 4 TWh d’électricité produite chaque année. Cela correspond à « deux fois la consommation annuelle d’une ville comme Marseille », selon Frédéric Storck, direction de la Transition énergétique et Innovation chez CNR.
Si les tests s’avèrent satisfaisants, de nouvelles centrales pourraient voir le jour en France et dans le monde, car le potentiel de production est très intéressant. Plusieurs experts estiment ce potentiel à 1 700 TWh d’électricité produite chaque année, soit 10% de la demande d’électricité mondiale.
L’énergie osmotique : un écho à la stratégie gouvernementale
Avec le contexte actuel entre la Russie et l’Europe, la France cherche des alternatives pour faire face à la demande électrique et gazière. Parmi les solutions retenues, il y a le développement du parc éolien maritime. Plusieurs projets sont en cours d’étude/de construction, au large des côtes normandes, bretonnes et de Loire-Atlantique. L’Etat veut également accélérer le développement de la méthanisation en France, pour accroître la production de gaz français. Un projet en Ile-de-France devrait notamment voir le jour d’ici 2023. Avec cette stratégie de diversification, le gouvernement souhaite s’affranchir des ressources énergétiques russes à moyen et long terme.
