Un «filon » d’énergie renouvelable au bord des estuaires

L’eau des fleuves et rivières est douce, celle de la mer est salée. Cette dissymétrie est source d’une énergie à exploiter grâce à un phénomène naturel, l’osmose.

On estime qu’un tel procédé étendu à tous les sites exploitables de la planète fournirait en une année 1600 à 1700 téraWh (soit 1,5 à 1,7 millions de milliards de Watts-heure), c’est-à-dire la consommation de la Chine en 2002. Et c’est une énergie totalement renouvelable!

Schéma simplifié d'un centrale électrique osmotiqueSchéma simplifié d’une centrale électrique osmotique

 

Une membrane qui permet le passage de l’eau, de certaines substances et non d’autres est dite semi-perméable. Si on place dans un récipient une telle membrane pour séparer de l’eau douce et de l’eau salée, l’eau douce va la traverser et diminuer la teneur en sel de l’eau salée. On appelle osmose ce transport d’eau d’une région à basse concentration de substances dissoutes, ici du sel, à travers une telle membrane vers une région à haute concentration. L’eau peut passer, mais non le sel. Comme l’eau passe à travers la membrane dans un seul sens, il se crée une pression, dite pression osmotique, du côté de l’eau la plus salée. C’est celle-ci qui est utilisée dans une centrale osmotique pour générer de l’électricité. Le phénomène se généralise à tout liquide (solvant), dans lequel des substances peuvent être dissoutes.

En Norvège, une usine expérimentale.

Les estuaires où des eaux douces se déversent dans l’eau salée de la mer sont des lieux favorables à cette exploitation.

Il y est facile de pomper de l’eau douce et de l’eau salée. Si on envoie dans des cellules à deux compartiments séparés par une membrane semi-perméable de l’eau douce d’un côté et de l’eau salée de l’autre, le passage de l’eau douce à travers la paroi entraîne une surpression du côté de l’eau salée qui atteint celle créée par une colonne d’eau de 120m de hauteur. Cette surpression peut alors entraîner une turbine pour générer de l’électricité.

A Toffe, en Norvège, au bord de la mer, la société Statkraft a construit une usine prototype qui fonctionne depuis plus d’un an. Elle ne produit que quelques KWh, mais elle permet de mettre au point l’appareillage et en particulier les membranes de la qualité desquelles dépend le rendement de l’installation. Elle doit ouvrir la voie aux centrales fonctionnant selon ce procédé. Les centrales osmotiques ne rejettent aucun effluent toxique liquide ou gazeux, seulement de l’eau plus ou moins salée dans la mer. On envisage de les construire en sous-sol pour diminuer encore l’impact sur l’environnement.

Remarquons que les membranes utilisées, des polymères, sont du même genre que celles utilisées par les usines de désalinisation de l’eau de mer par osmose inverse. Celles-ci consomment de l’énergie électrique et exploitent l’effet inverse de celui utilisé par les centrales osmotiques !

En savoir plus :

Osmose (article Wikipedia)