L’énergie osmotique est-elle applicable en France ?

L’énergie osmotique est encore à ses balbutiements. Le premier prototype a été lancé en Norvège en 2009. Mais en quoi consiste-t-elle et est-elle applicable en France?

C’est donc grâce à la surpression entre eau douce et eau salée ou avec un filtre ionique que l’énergie est produite. Le rendement fait l’objet d’une l’étude grandeur nature en Norvège. La société Statkraft espère pouvoir bâtir une centrale osmotique susceptible d’alimenter 10000 foyers en énergie. L’idée est née dans les années 70-80 avant d’être lancée à l’échelle industrielle à la fin des années 90 pour finalement déboucher, aujourd’hui, sur un prototype de quelques KW. Le coût est estimé à 18 millions d’euros, bien loin des milliards de l’EPR par exemple…

Évidemment, ce modèle est prometteur par son absence de rejets polluants et sous réserve qu’il ne modifie pas trop le biotope environnant. Il est en pratique exploitable pour tout pays disposant d’un accès à la mer ou/et de rivières. La France s’avère ainsi privilégiée avec pas moins de 3 mers/océans et de très nombreux fleuves. Le potentiel de production d’une unité du type conçu par Statkraft est comparable à un réacteur nucléaire (une centrale en comprend plusieurs).

Il est symptomatique de constater que c’est une initiative publique qui conduit ce projet en Norvège. Ce fut le cas par le passé, en France, avec l’usine marémotrice de la Rance. Il serait bon de s’en inspirer pour diversifier les sources d’énergie ; d’autant plus que ce type d’industrie peut être situé à proximité de certains sites nucléaires afin de conserver un bassin d’emploi – nombre des centrales étant situées près de côtes ou d’estuaires.

Au reste, en Suède, une étude de faisabilité a été réalisée par ABB Alstom Power. Elle et a conduit à un abandon de la solution en raison d’un coût prohibitif, notamment en ce qui concerne le nettoyage des filtres et des membranes. Toutefois, la solution étudiée était différente de celle lancée en Norvège puisque fondée sur des études antérieures. Comme l’usine de la Rance dont le coût en nettoyage est élevé, c’est cet aspect qu’il faudra surveiller. Dès qu’on établit une comparaison avec des énergies comme le nucléaire, il est nécessaire intégrer les coûts de retraitement des déchets, de prévention des risques et de démantèlement. Autrement dit, tout ce qui demeure encore du domaine du secret… Cela étant, il apparait indispensable de se pencher sur les potentiels de cette nouvelle source d’énergie.

Ice

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Commentaires

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Dubois
27 juin 2012 at 11:03

Merci de faire connaître cette source d’énergie prometteuse effectivement !
Mais peut-être pas au point d’être comparée à un réacteur nucléaire, malheureusement. L’usine prévue par Statkraft pour 2017, avec une version commerciale au début des années 2020, est effectivement de 25MW, de quoi alimenter environ 25000 personnes. Mais c’est loin de la puissance d’un réacteur nucléaire, de l’ordre de 900 à 1300 MW… Comparer en particulier les coûts d’investissements relatifs à ces deux technologies n’est donc pas très parlant, et si l’énergie osmotique était si compétitive que le laisse l’entendre cette comparaison, la R&D sur l’énergie osmotique aurait déjà abouti à quelques usines commerciales !

Par ailleurs, votre schéma comporte une erreur : l’eau saumâtre circule en fait dans l’autre sens : une partie du flux d’eau de mer pressurisée par l’eau douce traversant la membrane est déviée vers un échangeur de pression pour limiter l’énergie nécessaire à la pressurisation de l’eau de mer entrant dans le système (qui doit être comprimée entre 10 et 15 bar).

En espérant avec vous que cette technologie se développe, la France et d’autres régions du monde disposant d’un potentiel intéressant, d’autant plus que de nombreuses villes sont construites à proximité d’estuaires et de deltas.

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- Dubois
  27 juin 2012 at 11:06
  
  Merci pour ces précisions.
  Si j’ai bien compris, il faudrait supprimer une des branches de l’échangeur de pression dans le schéma de l’AFP.
  En effet, dans sa phase de développement, le coût est très supérieur à la construction d’une centrale nucléaire si l’on compte au rendement. Toutefois, comme je le précisais, il faut compter aussi les coût d’exploitation de la filière complète, retraitement des déchets compris, ce qui est encore loin d’être le cas.
  La problèmatique est aussi de savoir si l’on accepte de payer plus cher pour éviter les risques ou pas. Rien ne dit encore les conséquences sur la vie marine et des rivières sur cette méme énergie, comme on a pu le voir avec la Rance également. Mais expérimenter cette voie est important comme toutes les autres voies pour permettre à tous les pays d’avoir un large panel de solutions.
  
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  - dubois
    27 juin 2012 at 11:07
    
    Tout à fait d’accord sur le nécessaire approfondissement de la filière ! Pour préciser encore :
    
    - non, la représentation de l’échangeur de pression est ce qu’il est sur le schéma, mais l’anomalie est le sens de circulation de l’eau saumâtre (dans le tuyau vert le moins foncé) : il ne s’agit pas de faire rentrer de l’eau ‘saumâtre’ dans le système, mais d’utiliser l’eau saumâtre issue du mélange eau de mer/eau douce dans les modules de membranes, de pression supérieure à la pression d’entrée de l’eau de mer (d’où l’intérêt énergétique) pour augmenter la pression de l’eau de mer à l’entrée des modules de membranes, qui doit être de l’ordre de 10-15 bar. Cette eau saumâtre, une fois sa pression transmise à l’eau de mer entrante, est évacuée. Voir par exemple diapo 9 de cette présentation de Statkraft : http://www.statkraft.com/Images/Osmotic%20Power%20at%20Platts%20EREM%2026012012_tcm9-19284.pdf. Le rendement d’un échangeur de pression est généralement très bon (~95%), la difficulté technique ici réside surtout dans le débit d’eau élevé qu’il doit traiter, et dans les propriétés corrosives des eaux, ce qui nécessitera une étude des matériaux à employer pour une durée de vie correcte.
    
    - je souscris totalement à la nécessité d’inclure tous les coûts de la filière, ce qui n’a pas été le cas (ou ne pouvait pas l’être, étant donné qu’on ne devait pas en savoir grand chose à l’époque) lorsque la filière nucléaire a été lancée.
    Cela dit ailleurs le coût estimé d’ici 10 ans pour l’énergie osmotique est de l’ordre de 8100$/kW (source : présentation de Oasys Water au Membrane Summit 2010, je n’arrive plus à trouver le lien depuis la publication des présentations du Membrane Summit 2012, que je n’ai pas encore eu le temps d’étudier… Bon je n’ai pas pu m’empêcher : impressionnant, Statkraft table sur 120€/MWh pour son démonstrateur, soit seulement 1300$/kW !), ce qui, pour une centrale de 25MW comme la projette Statkraft représente un peu plus de 200 M$ (certainement bien davantage pour cette première). Et pour produire autant d’énergie qu’une tranche nucléaire de 1000MW, cela représente donc 8,1 milliards de dollars. Certainement bien moins que pour une tranche nucléaire.
    A noter que le chiffre de 18M€ (que je n’arrive plus à retrouver mais qu’il me semblait avoir retenu aussi) pour le prototype de Statkraft représentait au départ 2,3 M$/kW ! Mais bon, c’est ‘anecdotique’, c’est le stade de la recherche…
    
    - cela étant dit, je suis d’accord pour dire qu’il est préférable de payer plus cher pour un impact environnemental meilleur, et qu’il est assez illusoire de se lancer maintenant dans des projets nucléaires, alors que les réserves connues de combustible ne laissent envisager qu’une trentaine d’année d’exploitation…
    
    - cela étant dit, encore faut-il disposer de la ressource nécessaire. Statkraft l’estime à environ 180 TWh pour l’Europe, soit environ 18 tranches nucléaires ‘seulement’. Mais quand on en sera là, ce sera déjà énorme ! Car il ne faut pas oublier que pour avoir un impact environnemental supportable, il faudra ne prélever qu’une portion relativement faible des cours des fleuves.
    
    A suivre… En recommandant cet évènement que je viens de découvrir en écrivant ces lignes : http://www.energy-workshop.unimib.it/
    
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    - ice
      27 juin 2012 at 11:09
      
      A l’échelle de la population d’un pays nordique, 18 tranches, c’est énorme. Pour la France, c’est peu.
      J’ai corrigé le schéma en fonction de la présentation. Now Wait and See….
    - dubois
      27 juin 2012 at 11:10
      
      Merci pour le schéma.
      Oui, 18 tranches à l’échelle européenne, cela représente grossièrement 2,5% de la production électrique nécessaire. Une énergie qui doit donc faire partie d’un mix énergétique diversifié, mais qui a le gros avantage de fournir une énergie en base (ce qu’actuellement pratiquement seules les centrales thermiques et nucléaires partout dans le monde), et non de façon intermittente comme on le reproche régulièrement à d’autres énergies renouvelables.
      
      Un peu rapide hier dans mon exploitation de la dernière prévision par Statkraft de l’énergie osmotique de son prototype : il faudrait connaître le temps de production considéré (au moins vingt ans, puisqu’ils tiennent compte d’un remplacement des membranes tous les 7 ans), mais si l’on considère que l’usine produit en continu pendant 20 ans, cela représente un peu plus de 27000 $/kW pour le démonstrateur prévu d’ici 2020, et autour de 17000 $/kW attendus à l’horizon 2030. Cela me paraît plus réaliste que les 1300 $/kW évoqués hier !
      Moins optimiste, mais cette estimation par Statkraft semble valoir pour le coût réel de l’énergie, de la construction au démantèlement.