Énergie marémotrice : 380 TWh de potentiel, mais le littoral ne signe pas un chèque en blanc

L’énergie marémotrice exploite la montée et la descente des eaux pour produire de l’électricité. Son potentiel théorique est estimé à 380 TWh par an, mais entre un chiffre sur le papier et un ouvrage marin qui doit tenir pendant des décennies, il y a un sacré morceau de génie civil.

Marée haute, promesse basse?

La marée vient de l’attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil sur les océans. Selon le site et sa configuration, le phénomène suit un rythme semi-diurne d’environ 12 heures et 25 minutes, ou un rythme diurne proche de 24 heures et 50 minutes. Cette régularité permet de prévoir les horaires et l’amplitude des marées très longtemps à l’avance.

La production reste toutefois intermittente. Une centrale ne fabrique pas de l’électricité à pleine puissance en continu, puisque le niveau d’eau et le sens du courant évoluent avec le cycle des marées. La différence avec l’éolien ou le solaire tient à la prévisibilité : on sait quand la ressource sera disponible, même si on ne peut pas la faire apparaître à la demande.

Il faut aussi distinguer l’énergie marémotrice de l’énergie houlomotrice. La première utilise le marnage ou les courants liés aux marées; la seconde récupère le mouvement des vagues. Même décor marin, mécanique différente. Le flotteur qui suit la houle ne remplace donc pas une turbine placée dans un courant de marée.

Barrage à bâbord, turbines au boulot

Un bassin, deux sens, beaucoup de vannes

Dans une centrale à barrage, un ouvrage sépare un bassin côtier de la mer. À marée montante, les vannes peuvent laisser entrer l’eau jusqu’à atteindre un niveau déterminé. À marée descendante, la différence de hauteur entre le bassin et la mer fait passer l’eau dans des turbines. Les machines peuvent aussi fonctionner dans l’autre sens lorsque la conception de la centrale le permet.

Le modèle à simple bassin est le plus lisible, mais il ne produit pas à n’importe quelle heure. Un double bassin ajoute un second réservoir afin de décaler une partie de la production. Le pompage et le turbinage offrent alors davantage de souplesse, au prix d’une infrastructure plus complexe et de travaux plus lourds. Ici, le devis ne compte pas seulement les turbines : il additionne digues, vannes, fondations, câbles, accès et maintenance.

L’usine de la Rance, mise en service en 1966, reste le grand exemple français. Son barrage occupe environ 750 mètres de l’estuaire et accueille 24 turbines de 10 MW, soit une puissance installée de 240 MW. La centrale fonctionne dans un secteur où le marnage est particulièrement élevé. La machine est connue, mais le site qui la rend possible ne se trouve pas au bout de chaque plage.

L’hydrolienne ne joue pas dans la même mare

Une hydrolienne récupère directement l’énergie cinétique d’un courant de marée, sans construire nécessairement un barrage transversal. Elle ressemble, dans son principe, à une éolienne immergée : l’eau en mouvement entraîne un rotor, puis un générateur produit l’électricité. La densité de l’eau permet de récupérer beaucoup d’énergie sur une machine compacte, mais les efforts mécaniques, la corrosion et l’accès pour les opérations sous-marines compliquent sérieusement le chantier.

Une revue publiée en 2021 dans Environment, Development and Sustainability décrit l’énergie des courants de marée comme prévisible et potentiellement dense. Elle rappelle aussi que les zones réellement favorables sont limitées et que la filière doit encore résoudre des difficultés techniques et économiques. Dans les faits, on ne pose pas une hydrolienne comme un chauffe-eau dans un cellier.

Le site ou jamais

Pour un barrage, le marnage doit être suffisamment élevé pour créer une différence de niveau exploitable. Les repères couramment cités retiennent un minimum d’environ 5 mètres, mais cette valeur ne suffit pas à valider un projet. L’estuaire doit aussi accepter l’ouvrage, le sous-sol doit permettre des fondations durables et les accès doivent rester compatibles avec la navigation, la pêche et les autres activités.

Pour une hydrolienne, le sujet se déplace vers la vitesse du courant, sa durée, sa profondeur et sa régularité. Une zone très rapide mais difficile d’accès peut coûter davantage à exploiter qu’un site moins spectaculaire, mais mieux raccordé et plus simple à entretenir. Comme sur un chantier de maison, le terrain décide souvent avant le catalogue.

Le bon site compte davantage que la puissance annoncée par la machine. Sa sélection demande des relevés hydrodynamiques, bathymétriques et géotechniques, puis une étude des usages et des milieux. Il faut aussi connaître le nombre d’heures de fonctionnement, les arrêts pour maintenance, les pertes électriques et les conditions de raccordement.

380 TWh, mais pas 380 chèques

Le prix d’une centrale marémotrice ne se raisonne pas en euros par mètre carré, comme une isolation thermique par l’extérieur ou un ravalement. Le coût vient surtout de l’ouvrage maritime, des aciers et bétons, des turbines, des câbles, du chantier en mer, des études, de la maintenance et des réparations. Une revue publiée en 2025 dans iScience analyse ces postes et souligne les difficultés liées à la conception, à la fabrication et à l’exploitation des installations marémotrices.

La longévité attendue d’un ouvrage peut améliorer le bilan économique sur plusieurs décennies, mais elle ne gomme pas l’investissement initial. Les équipements marins travaillent dans un environnement agressif : eau salée, courants, sédiments, houle et accès parfois limité. Un arrêt pour inspection ou remplacement n’a pas le même prix qu’une intervention dans un local technique à terre.

La filière reste donc confrontée à un paradoxe concret. La ressource est régulière et prévisible, mais les infrastructures nécessaires sont lourdes et les sites exploitables rares. La marée ne présente jamais de facture surprise; le chantier, lui, sait encore très bien le faire.

Quand le courant passe, les sédiments bougent

Un barrage ou une turbine modifie localement les écoulements. Cela peut changer les échanges d’eau, le transport des sédiments et les habitats présents autour de l’installation. L’impact ne se déduit pas uniquement de la puissance électrique : la forme de l’ouvrage, le fonctionnement des vannes, la bathymétrie et les cycles de marée comptent aussi.

Une étude publiée le 15 octobre 2021 dans The Science of the Total Environment par Kim JW, Woo SB, Song JI et Kwon HK a observé les écoulements autour de la centrale marémotrice de Sihwa, en Corée du Sud. Les chercheurs ont recueilli des données de vitesse en trois dimensions pendant 11 heures, lors d’une marée de vive-eau, puis ont comparé une phase de production et une phase de drainage. La vitesse maximale moyenne sur la profondeur dépassait trois fois celle observée pendant la phase de production durant le drainage.

L’article décrit aussi des structures d’écoulement différentes et une asymétrie spatiale du transport de masse entre les deux phases. Il met en relation le fonctionnement de la centrale avec des changements côtiers observés sur le site, notamment l’accumulation de sédiments et la dégradation de vasières. Ce cas ne permet pas de transformer Sihwa en règle universelle, mais il montre pourquoi les modèles hydrodynamiques et le suivi du littoral doivent continuer après la mise en service.

Le bilan carbone passe à la caisse

Une centrale ne doit pas être jugée uniquement pendant les heures où ses turbines produisent. Le béton, l’acier, les navires, les câbles, les opérations de maintenance et la fin de vie des équipements entrent dans une analyse du cycle de vie. Une revue publiée en mars 2020 dans International Journal of Environmental Research and Public Health rappelle que les émissions indirectes doivent être intégrées aux évaluations des systèmes houlomoteurs et marémoteurs.

Cette revue examine la conformité des analyses étudiées avec les normes ISO 14040 et ISO 14044 de 2006. Elle constate que peu d’entre elles respectent strictement ces cadres et que les variations dans le temps sont encore mal prises en compte. Les résultats peuvent donc être difficiles à comparer d’une technologie ou d’un site à l’autre.

La leçon évite les promesses trop propres : une technologie peut afficher de faibles émissions pendant la production tout en supportant une phase de construction lourde. Le bilan doit couvrir l’ensemble de la durée de vie, pas seulement le moment où l’eau fait tourner le rotor.

Avant de couler du béton, sortir la calculette

Une étude de faisabilité sérieuse avance dans un ordre assez terre-à-terre :

1. mesurer le marnage ou les vitesses de courant sur une durée suffisante, plutôt que retenir une mesure isolée;
2. caractériser le fond marin, la profondeur, les sédiments et les conditions d’accès pour les travaux et la maintenance;
3. comparer le barrage, le double bassin et l’hydrolienne selon la production attendue, les usages du site et les contraintes d’installation;
4. calculer les coûts de construction, de raccordement, d’exploitation, de réparation et de démantèlement;
5. suivre les effets sur l’eau, les sédiments, les habitats et les activités maritimes avant et après la mise en service.

La filière marémotrice possède une qualité rare : elle fournit une production prévisible à partir d’un mouvement naturel régulier. Elle ne devient pas pour autant une solution universelle. Entre une baie bien orientée et un estuaire impossible à modifier, la frontière tient parfois à quelques mètres de marnage, à un câble trop long ou à un sédiment qui décide de ne pas coopérer.