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Énergie osmotique

Il est théoriquement possible d'extraire de l'énergie au voisinage des estuaires (où l'eau douce des cours d'eau se mélange avec l'eau salée de la mer), en exploitant le phénomène d'osmose : si de l’eau douce et de l’eau salée sont séparées par une membrane semi-perméable, l’eau douce migre à travers la membrane.

Si le réservoir contenant l’eau salée est à une pression supérieure à celle de l’eau douce, l’eau douce migre vers l’eau salée tant que la différence de pression n’excède pas une valeur limite (limite théorique avec l'eau de mer : 2,7 MPa, soit 27 bars) ; la surpression ainsi créée peut être utilisée pour actionner une turbine. Dans la pratique, on envisage d'opérer avec une surpression de 1 MPa (10 bars) ; un débit d’eau douce de 1 m3⋅s-1 générerait alors 1 MW.

Une autre possibilité consiste à utiliser des membranes qui ne laissent passer qu'un type d'ions (positifs ou négatifs) : on peut alors produire directement de l'électricité.

L'impact sur l'environnement est en principe nul, puisque le mélange se serait fait naturellement.

Dans l’état actuel de la technologie, la surface de membrane nécessaire est de 200 000 à 250 000 m2 par Mégawatt ; la réalisation de ces membranes est une des difficultés pour le développement de cette technique.

Source: Wiki


Une première centrale osmotique pour 2009


OSLO (Norvège) - 25/11/2008 - Blog Les énergies de la mer - 3B Conseils - Lors de la dernière E3 Conference (Energy, Economy, Environment) qui s'est tenue la semaine dernière à l'intiative de l'IREE (University of Minnesota's Initiative for Renewable Energy and the Environment), le développeur norvégien Statkraft a annoncé par la bouche de son vice président Terje Gjengeda, la mise en place des premiers tests commerciaux de sa centrale osmotique commerciale pour avril 2009. Le potentiel annuel de cette énergie pour la Norvège serait de 12 terrawatts soit assez d'énergie pour fournir en électricité 540.000 foyers pendant une année. A l'échelon mondial, le potentiel osmotique serait de 1600 à 1700 terrawatts annuels soit la consommation en électricité de la Chine pour l'année 2002. L'énergie osmotique dont j'ai déjà parlé sur ce blog en octobre 2007 (ICI), a été testée avec succès pendant plus d'un an en Norvège par Statkraft sur son site expérimental de Hurum, à une soixantaine de kilomètres d'Oslo. Jusque là, le calendrier du développeur norvégien est scrupuleusement tenu et ce, bien qu'il s'agisse d'une technologie totalement nouvelle et assez complexe à mettre en œuvre. Je rappelle que l'énergie osmotique est l'énergie qui est tirée de la différence de gradients de salinité entre l'eau salée (en bleu sur les schémas) et l'eau douce (en vert).

Cette énergie a été mise à jour au moment du mélange des eaux qui s'opère lorsque les eaux douces d'un fleuve se jettent dans l'eau salée de la mer; il apparait qu'au moment du mélange des eaux (osmose) une grande quantité d'énergie est libérée du fait de ce mélange. Statkraft a réussi à exploiter ce phénomène naturel en faisant transiter, à l'intérieur d'une centrale, dans deux réservoirs séparés par une membrane semi-perméable, la masse d'eau salée de la mer et la masse d'eau douce d'un fleuve. Lorsque l'eau douce traverse la membrane en direction de l'eau salée elle crée un pression (correspondant à une colonne d'eau de 120 m) capable d'actionner une turbine, générant de l'électricité. L'exploitation de l'énergie osmotique suppose que l'implantation de la centrale se fasse à proximité immédiate d'un estuaire, c'est ce que les anglais appelle "baseload energy" (énergie chargée sur site). La plupart des mégapoles mondiales marines qui sont situées à l'embouchure des grands fleuves, pourraient d'autant plus profiter de ce type d'énergie sur site qu'elles sont souvent les villes qui consomment le plus d'énergie.
L'énergie osmotique a, en outre, l'avantage d'être sans doute la plus constante et la plus fiable des énergies marines.
 
L'idée de l'exploiter est née dans les années 70 au SINTEF, acronyme en norvégien pour " Fondation pour la Recherche Scientifique et Industrielle à L'Institut Norvégien de Technologie ", la plus importante organisation indépendante de recherche scientifique des pays Scandinaves, de l'ingéniosité du chercheur Sidney Loeb, professeur à l'UCLA (University of California Los Angeles). C'est en 1997 que le SINTEF est venu solliciter la collaboration de Statkraft pour développer, de façon commerciale, l'exploitation de l'énergie osmotique dont elle avait jeté les bases expérimentales. Depuis lors, et grâce à cette collaboration, d'immenses progrès ont été réalisés qui ont permis d'augmenter la sensibilité des membranes osmotiques et de tirer le meilleur parti énergétique du mélange eau douce/eau salée. Statkraft estime aujourd'hui que la première " vraie " très grosse centrale osmotique commerciale pourrait voir le jour vers 2015, peut-être même avant, eu égard à la rapidité des progrès réalisés surtout depuis quelques mois. Statkraft a investi quelques 100 millions de Couronnes Norvégiennes (un peu plus de 11 millions d'euro) dans l'énergie osmotique.

Source: érnergiesdelamer


Une énergie renouvelable, sans émissions, avec un potentiel considérable

Statkraft décrit l'énergie osmotique comme une source d'énergie renouvelable et sans émissions sur laquelle le leader européen des énergies renouvelables mène des recherches depuis 10 ans. Cette source d'énergie sera à même d'apporter une contribution mondiale d'ampleur à la production d'énergie dans le respect de l'environnement.

En effet, le potentiel annuel de cette énergie pour la Norvège serait de 12 terrawatts soit assez d'énergie pour fournir en électricité 540 000 foyers pendant une année. Le potentiel mondial de l'énergie osmotique est estimé entre 1 600 et 1 700 TWh par an, soit l'équivalent de la moitié de la production énergétique totale de l'Union Européenne.

Mais une énergie limitée géographiquement et vulnérable à la montée des eaux

Par principe, les centrales osmotiques ne peuvent se trouver que dans des endroits où de l'eau douce s'écoule dans la mer. Si cela semble limiter leur extension géographique, rappelons que de nombreuses mégalopoles mondiales sont situées à l'embouchure des grands fleuves. De plus, les villes et aires urbaines consomment 75 % de l'énergie produite et sont responsables de 75 % des émissions de gaz à effet de serre, selon un récent rapport du WWF(2).

La centrale osmotique, qui n'émet aucun polluant ni aucun bruit pourrait donc trouver sa place dans ces villes côtières, par exemple dans des zones industrielles existantes, comme dans les sous-sols de bâtiments industriels.

Toutefois, leur implantation devra s'accompagner d'une prise en compte de l'augmentation prévue du niveau des océans à cause du réchauffement climatique. En effet, selon l'étude(2) du WWF et de l'assureur Allianz, une augmentation de seulement 50 cm du niveau de la mer pourrait coûter jusqu'à 18 840 milliards d'euros pour les 136 villes côtières qui seraient touchées : presque 10 fois plus que le coût de la crise financière.

Restons optimiste, comme Bård Mikkelsen, le président et directeur général de Statkraft qui a déclaré : "Cette nouvelle technologie permet de générer de l'électricité simplement en mélangeant de l'eau. Les nouveaux moyens de relever les défis liés au changement climatique sont sans doute plus évidents que nous ne le pensons, ce qui me laisse plutôt optimiste quant à l'avenir".

Notes

  1. Statkraft est le premier producteur européen d'énergie renouvelable. Le groupe développe et génère de l'hydro-électricité, de l'énergie éolienne, de l'énergie gazière et du chauffage urbain, et est un acteur majeur sur les marchés européens de l'électricité. Statkraft développe également de l'énergie marine, de l'énergie osmotique, de l'énergie solaire et d'autres solutions innovantes en matière d'énergie. En 2008, Statkraft a affiché des recettes d'exploitation d'un montant de 3,1 milliards d'euros. Le groupe emploie 3 200 personnes dans plus de vingt pays.
    Statkraft conduit des recherches sur l'énergie osmotique depuis 1997 et a développé son prototype en coopération avec les organismes de recherche et développement de nombreux pays. Le projet a suscité un intérêt d'envergure internationale et un certain nombre d'invités étrangers assistent à l'inauguration.
  2. "Les énergies de la mer" - Francis Rousseau
  3. Rapport "Les points de rupture majeur dans le système climatique mondial. Quelles conséquences pour le secteur des assurances ?" - WWF

Source: Notre Planète.info


Plus D'informations:

Document PDF explicatif fait par la société Starcraf
Site Officiel de la société Starcraf - page sur le procédé avec une vidéo en Anglais


Le développement durable est une notion récente qui désigne des actions visant à concilier le monde de l'économie, avec celui de l'écologie et celui du social. Pour vous :