Alors que le secteur de l'énergie océanique est encore à un stade précoce de développement, un nouveau rapport analyse dix futures technologies émergentes pour générer de l'énergie à partir des marées et des vagues océaniques.

Une approche systémique intégrée est nécessaire pour leur commercialisation réussie.

Il faut encore un niveau de fantaisie presque de science-fiction pour imaginer que nous pouvons utiliser le mouvement permanent des océans pour alimenter nos villes et nos maisons.

Encore, de telles idées sont sur des bureaux de designer, passer par des démonstrations de viabilité, vers un éventuel succès commercial.

Le passage à des technologies énergétiques océaniques économiquement viables est un grand pas vers la décarbonisation et la croissance de l'économie bleue dans de nombreuses zones côtières.

Avec seulement 17 MW contre 15,8 GW d'éolien offshore de capacité opérationnelle installée dans les eaux européennes, principalement sous forme de projets de démonstration ou de projets précommerciaux uniques en leur genre, chaque solution technologique proposée pour combler le fossé entre le stade de la R&D et la commercialisation des dispositifs d'énergie océanique peut être considérée pour le moment comme une future technologie émergente.

Dans le cadre du projet interne Low Carbon Energy Observatory (LCEO) de la Commission européenne, le Centre commun de recherche (JRC) élabore un inventaire des futures technologies émergentes pertinentes pour l'approvisionnement énergétique.

30 experts de l'énergie océanique ont analysé les besoins du secteur, et le type d'innovations pour combler l'écart avec le marché.

Le nouveau rapport, Futures technologies émergentes pour le secteur de l'énergie océanique :l'innovation et les changeurs de jeu offrent aux décideurs politiques et à tous les autres acteurs de l'énergie océanique un éventail d'innovations qui peuvent mettre l'énergie océanique sur le marché, mais il a encore besoin de plus de R&D, pris en charge par le privé, financements nationaux ou européens, et cela contribuerait à maintenir le leadership européen dans ce secteur émergent.

Les experts décrivent l'état d'avancement de chacune des familles de technologies, avantages, limites technologiques, ainsi que leur niveau de préparation technologique.

Une industrie émergente pleine d'idées

En Europe, une grande variété de concepts ont été développés pour la conversion de l'énergie des océans, avec plus de 200 appareils différents proposés.

Les experts parlent de dix familles de technologies énergétiques océaniques, qui regroupent les convertisseurs de vagues ou de marées, sous-systèmes et composants caractérisés par un principe de fonctionnement ou de conception commun.

L'énergie marémotrice

En termes de vitesse de développement, la première génération de convertisseurs d'énergie marémotrice est à la tête du groupe.

Ils ont atteint le stade pré-commercial avec une puissance installée totale d'environ 12 MW en Europe et la vitesse de développement est moyenne, avec des appareils ayant atteint leur maturité après plus de 10 ans de R&D.

Les dispositifs marémotrices flottants ne nécessitent pas de systèmes de fondation lourds et coûteux.

La vitesse de développement de la technologie est moyenne/rapide (c'est-à-dire entre moins de 5 à 15 ans), avec certaines plates-formes marémotrices flottantes déjà à un stade avancé de développement.

Les convertisseurs d'énergie marémotrice de troisième génération extraient l'énergie d'un flux de marée ou d'un flux d'eau à l'aide des voiles, cerfs-volants, ou simuler le mouvement de nage des poissons.

La vitesse de développement est moyenne/rapide, et est affecté par le développement des matériaux et de la technologie auxiliaire.

Vague d'énérgie

Quant à l'énergie des vagues, la recherche remonte à 40 ans.

La disponibilité d'installations d'essai et de nouveaux outils de calcul rendent la recherche plus accessible et ouvrent de nouvelles opportunités menant à une nouvelle approche de la première génération de concepts d'énergie houlomotrice.

Les progrès de l'intelligence artificielle et des algorithmes d'apprentissage offrent une opportunité pour développer des conceptions plus efficaces.

La vitesse de développement est dans la plage moyenne-lente.

De nouveaux concepts d'énergie houlomotrice exploitent la flexibilité des matériaux et les vitesses orbitales des particules d'eau pour convertir l'énergie houlomotrice en électricité.

Ils se caractérisent par une simplicité globale de conception par rapport aux dispositifs houlomoteurs de première génération.

Pourtant, ils n'en sont qu'aux premiers stades de leur développement, sans appareil installé en mer réelle et la puissance nominale maximale de l'appareil n'est pas encore identifiée.

Décollage innovant de l'énergie marémotrice et houlomotrice

Ce grand groupe d'approches différentes sur la façon d'extraire l'énergie de l'océan et de la convertir en électricité offre de nombreuses possibilités d'innovation et de libération du potentiel de l'énergie océanique en Europe.

Entraînement direct, les systèmes hydrauliques et inertiels sont plus avancés.

Les systèmes mécaniques peuvent être à un rythme relativement rapide, tandis que les élastomères diélectriques offrent une vitesse de développement rapide mais nécessitent plus de R&D.

De plus amples informations sur ces concepts sont disponibles via le projet Marinet 2 P Horizon 2020, le programme Wave Energy Scotland et la liste European Marine Energy Centre des technologies de l'énergie houlomotrice et marémotrice.

Conclusions et recommandations pour la poursuite des travaux

Une approche systémique intégrée est nécessaire pour développer des systèmes énergétiques marins réussis; par conséquent, la collaboration avec l'industrie et l'engagement avec les fabricants d'équipement d'origine dès le début du développement sont recommandés.

Les capacités et les exigences du système devraient être correctement définies et rendues transparentes pour accroître l'efficacité du développement futur des technologies émergentes et leur applicabilité aux technologies de l'énergie océanique.

La transférabilité des solutions d'autres secteurs, ainsi que le développement de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux pourraient avoir un impact significatif sur la vitesse de développement des futures technologies émergentes pour l'énergie océanique.

L'impact des futures technologies émergentes doit être placé dans le contexte des priorités du secteur de l'énergie océanique telles qu'identifiées dans la feuille de route pour l'énergie océanique et le plan de mise en œuvre du plan SET.

Une analyse plus approfondie est nécessaire pour hiérarchiser les options qui pourraient avoir le plus grand impact sur le secteur pour atteindre les objectifs à court terme (objectifs 2025) et les ambitions à long terme (100 GW de capacité installée d'ici 2050).

Ce rapport compile les résultats d'un atelier international sur les technologies énergétiques émergentes tenu en mars 2019.