Les océans et mers, qui recouvrent près de trois quarts de la surface de la Terre, constituent un véritable réservoir d’énergie, aujourd'hui sous-exploité. Marées, vagues, courants, différence de salinité entre eau douce et eau marine et gradient thermique des profondeurs sous-marines… peuvent en effet être utilisés pour produire de l'électricité. Ce potentiel énergétique est estimé à 120.000 TWh/an (alors que la consommation mondiale d'électricité est d'environ 16.000 TWh/an).
Les énergies marines regroupent cinq types de technologies, chacune exploitant un flux énergétique différent, auxquelles sont souvent ajoutés l'éolien offshore et la biomasse marine. Seul l'éolien offshore est pour l'instant développé à l'échelle industrielle. Les autres technologies sont encore à un stade de recherche ou de développement plus ou moins avancé. Mais les pilotes et prototypes se multiplient, laissant espérer des résultats prometteurs dès 2020. De nombreux verrous restent néanmoins à lever afin de rendre ces technologies opérationnelles, leur exploitation rentable et leur coût accessible.
Depuis quelques années, l'intérêt des chercheurs et des industriels pour ces technologies s'est accru, une tendance accentuée par les Grenelle de l'environnement et de la mer. La France entend parvenir à 23 % d'énergies renouvelables d'ici 2020 et dans les scénarios, les énergies marines ont toute leur place. La France dispose en effet d’un domaine maritime parmi les plus étendus au monde. En métropole ou dans les DOM TOM, les eaux territoriales françaises dépassent les dix millions de km2. Les sites à fort potentiel sont nombreux. Les capacités de l'éolien offshore devraient ainsi être multipliées par 58 et celles des énergies des mers par 5. Pour atteindre ces objectifs et accélérer le développement de ces technologies, les pouvoirs publics s'impliquent : un fonds démonstrateurs géré par l'ADEME est entièrement consacré aux énergies de la mer les plus à même de progresser pour un développement industriel à l'horizon 2020 - 2030 (hydrolien, éolien off-shore flottant, houlomoteur, énergie thermique des mers). Une plateforme technologique sur les énergies marines devrait également être installée par les pouvoirs publics à Brest.
De nombreux défis restent à relever… Les installations doivent en effet être conçues pour résister à des conditions extrêmes (vent, vagues, courants, érosion due à la salinité…). Leurs matériaux, leur conception, leur installation, leur exploitation, leur maintenance doivent être adaptés à ce milieu spécifique. Il ne s'agit pas par exemple de poser une éolienne terrestre au milieu d'un océan !
De plus, les énergies exploitées en mer nécessitent un raccordement au réseau via des câbles électriques sous-marin, un dispositif encore très coûteux. Des avancées technologiques sur le stockage de l'électricité permettraient, en gérant la question de l'intermittence et en assurant la continuité de la production, d'exploiter les ressources marines en dehors des zones côtières et d'accéder à un potentiel plus large.
Enfin, les énergies marines doivent trouver une acceptabilité sociale et environnementale. Leur installation pouvant poser un certain nombre de conflits d'usage (routes maritimes, zones de pêche, tourisme…), leur déploiement devra être organisé et réglementé (définition de zones de développement…). Leur impact environnemental est encore mal connu et les études se multiplient pour faire la lumière sur ce sujet.
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