La mer, source froide

Conversion de l'énergie thermique des océans et autres utilisations de l'eau océanique profonde

L'Energie Thermique des Mers (ETM)

Les mers et les océans sont à la fois un vaste capteur et un immense réservoir d'énergie solaire. Cette énergie est stockée sous forme de chaleur dans les couches d'eau de surface des mers et des océans tropicaux. Les courants marins entraînent cette eau vers les hautes latitudes où elle se refroidit et coule vers le fond des grands bassins océaniques. Après un long voyage plusieurs fois séculaire dans les profondeurs, elle remonte lentement vers la surface dans les régions dites d'"upwelling". Ce phénomène de circulation explique pourquoi la température de l'eau décroît avec la profondeur même en zone tropicale où la température de l'eau peut dépasser 28° en surface alors qu'à 1000 mètres de profondeur elle reste uniformément voisine de 4°C.

Ce phénomène naturel est connu des océanographes depuis le milieu du 19ème siècle et ce réservoir d'eau froide sous la surface des océans tropicaux avait suscité l'intérêt dès cette époque : les bases scientifiques et techniques de la production d'énergie à partir d'une source et d'un puits de chaleur à températures différentes étaient connues et l'approvisionnement énergétique était déjà une préoccupation pour l'industrie naissante.

On attribue au romancier Jules Verne l'idée d'utiliser les "eaux de surface et les eaux profondes des océans pour produire de l'électricité" (1869). Il revient au savant d'Arsonval le mérite d'en avoir jeté les bases scientifiques (1881) et à l'ingénieur Georges Claude celui d'en avoir montré la faisabilité technique et le potentiel économique (1928-1935). Cette ressource énergétique renouvelable solaire est connue sous le nom "Energie Thermique des Mers" ou ETM.

 
Usine ETM flottante " La Tunisie " pour la fabrication et la vente de glace industrielle au Brésil.
G.Claude 1935.

D'autres projets sont ensuite étudiés, mais c'est la crise pétrolière de 1973 qui déclenche aux Etats-Unis et au Japon, le financement de la construction de micro-centrales électriques expérimentales, flottantes ou à terre, et d'études de grosses centrales ETM pour la production d'électricité ou la fabrication de carburants synthétiques. La France contribue à cette relance avec l'étude d'une centrale ETM électrique destinée à la Polynésie Française (1980-1985).
Récemment un groupement indo-japonais a annoncé le lancement d'une centrale pilote ETM qui devrait être implantée sur la côte au sud-est de l'Inde.

 
Usine " Sagar Shakti " en coopération Indo-Japonaise. 2000

Autres utilisations de l'eau profonde

L'eau profonde est froide, mais elle aussi est aussi riche en substances nutritives, peu polluée et pauvre en germes pathogènes pour les organismes vivant dans les eaux de surface. Ces propriétés peuvent être utilisées dans une multitude d'applications - associées ou non à l'ETM - et notamment au conditionnement d'air et à la réfrigération, à la production d'eau douce, à l'aquaculture marine, etc. C'est surtout aux Etats-Unis et au Japon que ces applications sont étudiées.

Aux Etats-Unis, c'est au " Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority " - le NELHA - que sont concentrés les travaux de recherche sur ce thème. Sur le site de Keahole Point couvrant plus de 400 hectares sur la grande île d'Hawaï, le NELHA met à la disposition d'organismes privés et publics des laboratoires pourvus de l'alimentation en eau froide profonde nécessaire à leurs travaux. Les objectifs et les résultats sont multiples et parfois surprenants.

Au Japon il existe plusieurs laboratoires de ce type à Kochi (1980), à Toyama (1995), Kumejima - Préfecture d'Okinawa (2000). Plusieurs autres localités sont candidates à la construction d'installations similaires qui sont de véritables incubateurs d'entreprises pour le développement de produits et de services utilisant l'eau profonde :

Concept d'usine ETM - dite "multi-produits" - associant la production d'énergie électrique
à d'autres applications de l'eau océanique profonde