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L‘énergie osmotique : définition et intérêt :
L’énergie osmotique est une énergie renouvelable appartenant au groupe des énergies marines. Elle est capable de produire de l’électricité à partir du mouvement chimique des molécules créé par la différence de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce des fleuves lorsqu’elles se rencontrent. Ce mouvement s’appelle l’osmose, son potentiel énergétique est comparable à une chute d’eau.
Cette énergie est au stade de l’expérimentation. Aucune centrale osmotique n’a été construite à ce jour. Toutefois, elle est très prometteuse puisqu’elle peut être produite partout dans le monde à l’embouchure des fleuves. Au niveau mondial, elle pourrait produire 1.700 TWh d’électricité par an, ce qui est considérable (le nucléaire en produit 2.700).
Fonctionnement de l’énergie osmotique :
Bon à savoir : L’état cherche à favoriser les installations de matériel centré autour des énergies renouvelables. Pour cela le gouvernement propose des aides financières et une prime énergie aux particuliers ou professionnels qui souhaitent avancer sur ce type de projets.
Il est difficile d’évaluer la place de l’énergie osmotique parmi les énergies renouvelables dans le futur. Ce qui est sûr, c’est qu’une centrale osmotique aurait de nombreux avantages : elle produirait une énergie totalement propre (sans aucun polluant) et sans bruit (à l’inverse de l’éolien par exemple). De plus, elle serait capable de couvrir 1/10 des besoins en électricité.
La recherche avance sur le sujet en vue d’éliminer les inconvénients majeurs de l’énergie osmotique, notamment le faible rendement des membranes semi-perméables.
Avantages de l’énergie osmotique :
Inconvénients de l’énergie osmotique :
Les chercheurs tentent de mettre en place des condensateurs susceptibles de remplacer les membranes semi-perméables.
Il existe deux techniques pour produire de l’électricité à partir de cette énergie : l’osmose à pression retardée et l’électrodialyse inverse.
Caractéristiques des deux techniques :
Type de techniques
Fonctionnement
Avantage
Inconvénient
Osmose à pression retardée
Pressurisation de l’eau salée
Phénomène naturel
Membranes chères à produire
Electrodialyse inverse
Migration des ions positifs et négatifs
Phénomène naturel
Membranes chères à produire
1. L’osmose à pression retardée
Cette technique nécessite deux bassins séparés par la membrane semi-perméable. Dans l’un se trouve de l’eau douce et dans l’autre de l’eau salée. Les molécules d’eau douce qui traversent la membrane augmentent la pression dans le bassin d’eau salée. Cette eau sous pression est envoyée dans une turbine qui fabrique l’électricité.
L’avantage est que la pression de l’eau produit de l’électricité à la manière d’un barrage hydraulique.
L’inconvénient est que la technique suscite peu d’investissements par manque d’engouement. Il faut dire qu’en l’état actuel de la recherche, une centrale osmotique nécessiterait 200.000m2 de membranes pour produire 1MW d’électricité.
2. L’électrodialyse inverse
La technique ici repose sur la composition de l’eau salée. Elle contient des ions de sodium dont la charge est positive et des ions de chlorure dont la charge est négative. L’électrodialyse inverse nécessite également deux bassins séparés par une membrane. C’est au cours de la migration des ions à travers elle que les solutions se chargent et produisent un courant électrique.
Pour pallier la faible performance de la membrane, des chercheurs de l’école Polytechnique ont mis au point avec succès une membrane d’une épaisseur de 3 atomes. Une surface d’1m2 de cette membrane serait capable de produire 1MW d’électricité.
L’avantage de cette technologie est qu’elle fait ses preuves. L’inconvénient est qu’aucune centrale n’est envisagée faute d’investissements.
Bon à savoir : l’électrodialyse reste la technologie la plus prometteuse en raison de son potentiel de rendement.
L’énergie osmotique représente à l’heure actuelle seulement 0.1% du mix énergétique mondial (énergies renouvelables, énergie fossiles et énergie nucléaire).
1. L’énergie osmotique et les autres énergies renouvelables
L’énergie osmotique est une énergie verte au même titre que l’éolien, la géothermie, la biomasse ou le solaire. Le principe de l’énergie verte est qu’elle produit très peu de polluants à l’inverse des énergies fossiles dont l’exploitation génère d’importants rejets de CO2.
De plus, ces énergies dites renouvelables sont inépuisables. Si le solaire, l’éolien ou encore la géothermie nécessitent des investissements coûteux, l’énergie osmotique en revanche pourrait produire de grandes quantités d’électricité à moindre coût.
Comparaison entre les différentes énergies vertes
Type d’énergie renouvelable
Provenance
Usage
Pourcentage du mix énergétique verte
Inconvénients
Eolien
Vent
Electricité
12.7%
Dépendant du climat
Solaire
Soleil
Electricité
4.9%
Dépendant du climat
Biomasse
Déchets, bois
Biogaz
4%
Risque de surexploitation forestière
Pompes à chaleur
Air, eau, sol
Chaleur
10.1%
Équipements onéreux
Hydraulique
Eau
Hydroélectricité
19.3%
Impact environnemental sur les cours d’eau
Géothermie
Sol
Chaleur, électricité
1.7%
Impact environnemental (risque de séisme)
Osmose
Mer/fleuve
Electricité
0.1%
Coûteux
Bon à savoir : Les pompes à chaleur bénéficient d’aides financières importantes de la part de l’état et des collectivités locales au titre de la transition énergétique. Les particuliers peuvent également financer leur reste à charge par un éco-prêt à taux zéro.
2. L’énergie osmotique et les énergies fossiles
Les énergies fossiles (charbon, gaz, pétrole) utilisent la combustion pour produire de l’électricité. Si elles sont naturellement présentes dans le sol, elles ne se renouvellent qu’à l’échelle du temps géologique (plusieurs millions d’années).
Leurs réserves ne sont donc pas inépuisables. De plus, la combustion est à l’origine d’une très forte pollution. Malgré tout, elles représentent encore les ¾ de la consommation mondiale (transport, électricité, industrie, logement).
Comparaison de leurs principales caractéristiques
Type d’énergie renouvelable
Provenance
Usage
Pourcentage du mix énergétique
Avantages
Inconvénients
Gaz
Norvège
Russie
Canada, USA
Iran, Qatar
Electricité
Chauffage
Production d’eau chaude
20.9%
Transportable
Emission de gaz à effet de serre
Prix volatil
Réserve limitées
Charbon
Kazakhstan
Russie
Australie
Etats-Unis
Electricité
chauffage
27%
Grosses réserves
Erosion des sols
Emission de CO2
Energie la plus polluante
Pétrole
Moyen-Orient, Afrique, Russie, Kazakhstan
Electricité
Chauffage
carburant
34.3%
Transportable
Pollution air et mer
Prix volatil
Réserves limitées
Énergie osmotique
Partout dans le monde
électricité
0.1%
Inépuisable
propre
A l’état de projet
3. L’énergie osmotique et l’énergie nucléaire
Contrairement aux apparences, l’énergie nucléaire est considérée comme une énergie verte à l’instar de l’énergie osmotique dans la mesure où elle n’émet pas de gaz à effet de serre. Les inconvénients du nucléaire se situent au niveau des risques de fuite et de la gestion des déchets radioactifs. Ces problèmes seraient nettement moins importants si la technologie par fusion était utilisée.
L’énergie nucléaire se sert de l’uranium pour produire de l’électricité par fission. Les réserves sont très importantes (plusieurs siècles).
Principales caractéristiques du nucléaire comparées à l’énergie osmotique
Type d’énergie renouvelable
Provenance
Usage
Pourcentage du mix énergétique
Avantages
Inconvénients
Nucléaire
Afrique (Niger, Afrique du sud)
Asie (Kazakhstan, Ouzbékistan, Chine, Mongolie)
Europe (Ukraine, Russie)
Amérique (Canada, USA, Brésil)
Electricité
10.1% pour la production d’électricité
Fort rendement
Réserves importantes
Pas d’émission de gaz à effet de serre
Gestion des déchets
Risques technologiques
Durée de vie d’une centrale : 40 ans
Énergie osmotique
Partout dans le monde
Electricité
0%
Fort potentiel
Energie verte
Aucune centrale
Technologie onéreuse
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