Jacques-Yves Cousteau et Henri Jacquier

Dessin de PIEM

Éditions Robert Laffont - Paris

Énergie Thermique des Mers...

Rien n'a changé...

Un membre du Club a retrouvé ce livre «Français on a volé ta mer » édité en 1981 chez Robert Laffont. 
C’est un réquisitoire sévère de la politique publique de recherche et de développement des ressources marines dont le CNEXO, né officiellement le 3 janvier 1967 , était alors responsable. Le CNEXO était un EPIC dont la la fusion avec l'ISTPM décidée en conseil des Ministres le 1er décembre 1982 a donné naissance à l’IFREMER .
C’est aussi un règlement de compte polémique entre le Commandant Cousteau et les dirigeants de cet organisme, ceux–ci jaloux de la notoriété du premier et celui là du pouvoir des second. Sans prendre parti dans cette querelle de famille aujourd’hui dépassée, tous étaient issus du même Corps des officiers de la «ROYALE» mais avaient eu des parcours différents , il nous a semblé historiquement intéressant de publier le chapitre du livre consacré à l’énergie des mers. Ce qui nous est possible grâce à la compréhension et l’obligeance de l’éditeur que nous remercions chaleureusement.
On pourrait compléter ce chapitre – le mettre à jour – en rappelant les travaux réalisés et l’évolution des motifs d’agir pendant ce quart de siècle passé, mais la lecture de ce texte vieux de 25 ans et au style assassin montre que rien n’a vraiment changé en France sur ce thème de recherche pour le développement des énergies renouvelables.

Extrait du livre : Chapitre 9 Énergie des mers : plan-plan les watts

• Abondante, renouvelable, gratuite, propre et pourtant délaissée.

• Où l’on voit les Américains doubler la France partie en tête il y a longtemps. 

• Les forces de la mer bâillonnées. 

• De bien curieuses mares en Languedoc.

• Il n'est pire sourd que celui qui ne veut pas entendre.

Le potentiel énergétique de la mer est phénoménal: elle reçoit chaque année du soleil près de 45 000 fois l'équivalent en calories de la consommation électrique mondiale. Un tiers de cette énergie fantastique est réfléchi sous forme de radiations; un petit quart est absorbé par l'évaporation qui forme les nuages ; seulement 2 pour mille servent à faire souffler les vents, soulever les vagues et animer les courants; un minuscule 2 pour dix mille alimente la photosynthèse, base de toute vie sur terre. Le reste soit sa majeure partie – plus de 40%- est stockée sous forme de chaleur. Là en attendant que soit maîtrisée la fusion des atomes d'hydrogène, réside le plus formidable réservoir d'énergie disponible du monde. 

L’eau de mer étant mauvais conducteur, les calories du soleil restent piégées dans la couche superficielle dont la température est ainsi sensiblement élevée ; ce phénomène est particulièrement remarquable tout le long de la ceinture équatoriale du globe où les radiations solaires sont au maximum de leur intensité. La température des eaux de surface y demeure toute l'année entre 25° et 30° centigrades, sur une épaisseur de 100 à 200 mètres. Une telle masse défie l'imagination et constitue une source faiblement chaude mais quasiment inépuisable. 

A plus de 1 000 mètres de profondeur entre les Tropiques, on trouve des eaux à 4° seulement, qui viennent pour leur plus grande part de l'Antarctique. Eaux chaudes de la surface et eaux froides des profondeurs ne se mélangent pas. Leur différence de température, supérieure à 20°, peut suffire à faire fonctionner une machine thermodynamique selon le principe de Carnot : un fluide vaporisé au contact d'une source chaude passe à travers une turbine ; à sa sortie il est condensé par le contact d'une source froide avant d'être recyclé ; la différence de pression entre le côté chaud et le côté froid entraîne le flux de vapeur qui fait tourner la turbine. Celle-ci est couplée à un alternateur qui produit de l'électricité. 

La théorie, suggérée par d’Arsonval à la fin du siècle dernier, est bien connue. Le processus, élégant, est parfaitement propre et facile à appliquer sur une petite échelle. Avec un bac de glace comme source froide, un radiateur de chauffage central comme source chaude, du fil électrique, des tuyaux en matière plastique et quelques litres d'ammoniaque comme fluide vaporisable, tout bricoleur disposant d'un peu de place peut produire chez lui les quelques watts nécessaire à l’éclairage de son arbre de Noël. La joie de ses enfants et l'étonnement de ses voisins sont garantis. Pour une fois, l'EDF ne sera pas au courant.

Les machines thermiques marchent d’autant plus facilement que l'écart de température entre sources froide et chaude est plus important.

La différence de pression est alors considérable des deux côtés de la turbine ; le débit nécessaire du fluide de travail devient moindre lorsque celui-ci est surchauffé ; tel est le cas de la vapeur d'eau portée à plusieurs centaines de degrés dans les centrales à charbon, à fuel ou nucléaires. A l'inverse, les débits requis augmentent considérablement lorsque les différences de température s’amenuisent. 

L'exploitation de l'énergie thermique des mers rencontre précisément ce genre de difficultés: une simple vingtaine de degrés n'est pas en effet un gradient très large. La fabrication d’électricité en quantité industrielle suppose donc la maîtrise de volumes considérables non seulement en eaux chaudes de surface, lesquelles sont à portée de la main, mais aussi en eaux froides qu'il faut aller chercher à 1 000 mètres de profondeur... Pour ce faire, il faut descendre des conduits de plusieurs mètres de diamètre ; à pareille profondeur ce n'est pas une mince affaire, mais de nos jours les pétroliers ont déjà à leur actif de nombreux exploits aussi spectaculaires. D'autres prouesses technologiques doivent être accomplies au niveau des échangeurs de température dans les parois desquels il ne faut pas laisser se dissiper une part trop grande du modeste mais précieux écart de température. Ces problèmes sont à la portée des métallurgistes qui doivent déterminer les alliages les mieux adaptés tout en tenant compte du fort pouvoir corrosif de l’eau de mer sur des installations conçues pour durer trente ans. Bien sûr, rien de tout cela n'est évident, mais la réflexion démontre rapidement que le jeu en vaut largement la chandelle, et pareille métaphore paraît tout à fait autorisée à propos d'électricité. 
Si l'eau chaude de surface disponible en abondance peut être puisée sans limite, les réserves d’eau froide sont plus difficiles à évaluer. On estime - grosso modo, mais nous devrons nous en contenter - à un milliard de kilomètres cubes le volume des eaux froides de l'Antarctique et à mille ans le temps qui leur est nécessaire en moyenne pour atteindre les latitudes tropicales. Le débit possible de la source froide mondiale du fond des océans peut donc être évalué à une trentaine de millions de mètres cubes par secondes. Chaque mégawatt utile exige environ 3 mètres cubes d'eau froide dans les conditions envisagées ici. Une exploitation complète de l'énergie thermique des mers permettrait donc de recueillir une puissance de 10 millions de mégawatts électriques, soit l'équivalent de 10 000 centrales nucléaires, c'est-à-dire largement de quoi satisfaire plusieurs fois la consommation électrique mondiale ! Au surplus, cette ressource est renouvelable. Avec certaines précautions, elle n'entraîne aucune pollution. Sa production est régulière, car les températures tropicales ne varient pratiquement pas tout au long de l’année. Le stockage et le transport de l'énergie ainsi produite vers les lieux de consommation pourraient se faire par exemple, sous forme d’hydrogène et d'oxygène obtenus sur place par l'électrolyse de l'eau de mer, ou encore à l'aide de navires « électroliers » chargés d'accumulateurs à grande capacité.

Les américains ont commencé à s’intéresser à l'énergie des mers en 1964. Dans ce domaine comme dans tant d’autres, la nature les a généreusement dotés. Le Gulf Stream particulièrement chaud au débouché du golfe du Mexique, longe les côtes de Floride. On a calculé que la seule quantité de chaleur latente qu'il contient représente 65 fois la consommation en énergie électrique des États Unis ! En 1971, la conversion du gradient thermique des mers en électricité a été retenue pat la National Science Foundation. Depuis 1972, le budget fédéral y a consacré plus de 100 millions de dollars de fonds publics. Ce chiffre important doit être doublé pour inclure l'apport des groupes industriels privés. En 1974, deux études ont été menées en parallèle mais séparément concluent à la proche rentabilité du captage de l'énergie thermique des mers. Des projets existent pour la construction dans une première phase, d'immenses structures flottantes ancrées ou maintenues en place par positionnement dynamique, déplaçant quelque 200 000 tonnes d'eau et d'une puissance d'une centaine de mégawatts utiles (le quart du barrage de Génissiat). Les sites possibles abondent dans le golfe du Mexique, la mer des Antilles ou l’archipel de Hawaii. Le Gulf Stream est finalement écarté en raison de la fréquence des cyclones. Depuis le mois d'août 1979, Lockheed fait fonctionner une petite centrale pilote de 10 kilowatts utile au large d’Hawaii. Le 16 juillet 1980, le président Carter a soudainement fait monter les enchères : les USA devront tirer 10 000 mégawatts de l’énergie des mers avant la fin du siècle. Ce chiffre représente le quart de la puissance totale installée dans la France de 1980, thermique, hydraulique et nucléaire compris.

En fait, les américains sont venus tardivement à l'énergie thermique des mers. L'idée est… française depuis cent ans. Le 17 septembre 1881 dans la Revue scientifique le physicien Arsène d'Arsonval proposa de fabriquer de l'électricité à partir des eaux à 30°C du puits artésien de Grenelle d'une part et de celles de la Seine comme source froide, d’autre part. Dans le même article d'Arsonval suggéra d'appliquer son invention aux eaux tropicales. Son idée fut ensuite reprise, étoffée et précisée par un de ses élèves et ami, Georges Claude, l’inventeur de l’Air Liquide. Dès 1928, ce dernier produit 50 kilowatts – cinq fois la capacité de l’usine pilote américaine – à partir d’eaux chaudes en provenance d’un haut fourneau et des eaux froides de la Meuse. En1930, Il réussit a immerger un tuyau de 1,60 mètre de diamètre, de près de 2 kilomètres de long, dans la baie de Matanzas à Cuba ! Il obtint alors une puissance de 22 kilowatts avant qu'une tempête ne détruisît sa conduite d'eau froide. Poursuivi par la malchance. il échoua au Brésil, en 1934, lors d'une tentative de pose d'une conduite de 700 mètres de long et de 2,50 mètres de diamètre!

Ironie du destin, Georges Claude liquida dans l'aventure tout l’argent liquide que lui avait l’air du même ton. Il ne fut pas découragé pour autant, et décidément réfractaire à toute superstition proposa en 1940 un nouveau projet de central de 40 mégawatts à Abidjan au bord d'un site connu sous le nom de... « Trou sans fond ! ». Le comité de travaux publics des colonies effrayé de la nouveauté du projet en prolongea indéfiniment l'étude et le noya.

Au début des années 1950, les élèves de Georges Claude, regroupés autour de l'ingénieur André Nizery dans une société dite de l'Énergie des mers, partent de nouvelles données, conçoivent des flotteurs anti-houle pour maîtriser les problèmes de pilonnement au moment de la pose du tuyau d'eau froide et concluent en 1954 à la rentabilité du projet d’Abidjan. Grand dessein qui restera malheureusement dessin car entre-temps des choix politiques ont donné la préférence à l'hydro-électricité, au pétrole et à l'électro-nucléaire. L'énergie des mers n'a pas trouvé grâce en haut lieu. La société est dissoute, ses dossiers sont refermés. A partir de 1960, la France abandonne les recherches maréthermiques. 

En 1967, le CNEXO hérite des archives de la Société de l'énergie des mers. Peut-être peu inspiré par ces caisses pleines de papier, n'a-t-il pas trouvé le temps d'en déclouer une seule? 

Sans doute n'a-t-il pas voulu prêter l'oreille aux premières manifestations d'intérêt que ces techniques commençaient à susciter outre-Atlantique ? La seule phrase sur les 162 pages du plan Océan de 1968 qui mentionne les recherches de Georges Claude se limite à rappeler les difficultés insurmontées. Pas un mot sur le potentiel considérable de cette ressource qui représente à elle seule plus de 100 fois l'énergie combinée des vents, des vagues, des marées et des courants ! 

Pourtant ces dernières années, l'énergie thermique des mers ne peut plus être ignorée même de ceux qu’elle a toujours laissé froids. Des projets européens ont pris corps, comme celui d’une association européenne dont faisaient partie plusieurs groupes industriels français, las de frapper à la porte obstinément close du CNEXO.

Finalement, en 1978, l'Agence pour les économies d’énergie et la DGRST (Délégation à la Recherche Scientifique et- technique) ont demandé au CNEXO de participer avec l'industrie à l'élaboration d'un projet français de centrales construites selon les anciennes idées de Georges Claude. Cette reprise tardive ne brille pas par son audace: Seulement trois millions de francs de fonds publics sur deux ans pour dresser les plans de deux usines de faible puissance, et repérer des sites favorables dans les territoires et département d’outre mer.

Un petit pas, tellement timide, qu’on peut se demander si ceux qui le font ont vraiment envie d’aller bien loin. Le projet français est un nabot comparé à ceux des Américains ou des Japonais. Non seulement les héritiers naturels de d'Arsonval, Georges Claude et André Nizery démarrent-ils avec dix ans de retard sur les Américains, ayant perdu vingt ans assis sur des caisses d'archives, mais encore utilisent-ils un compte-gouttes là où il faudrait une lance d'arrosage.

Le plan Océan, établi pour guider la politique océanographique nationale, ignore délibérément toutes les sources d'énergie marine. A  commencer par l’usine marémotrice de l’estuaire de la Rance qui vient d'être mise en service en 1967 et qui fournit 500 millions de kilowatts-heure propres et renouvelables par an. Elle est brièvement saluée en trois lignes, pour être aussitôt condamnée car, selon les nouveaux maîtres, le captage des marées n’a que peu d'avenir devant une énergie nucléaire devenue compétitive ! Houle et courants sont cités rapidement mais pour n'en rien dire ! Pas un mot des perspectives ouvertes par les pressions osmotiques qui naissent au contact de l'eau douce et de l'eau de mer à l'embouchure des fleuves ! Aucune référence aux possibilités énergétiques de la photosynthèse !

Cet ostracisme sera total pendant dix ans. Jusqu'en 1978, pas un franc ne sera consacré à une recherche originale en matière énergétique. Un tabou que rien ne parvient à ébranler : ni le démarrage de l'énergie thermique des mers aux USA en 1971, ni les premières études californiennes en 1972 sur des fermes géantes, ancrées au large et produisant à la fois nourriture et énergie grâce à la culture d'algues transformables en méthane par digestion bactérienne, ni le quadruplement des prix du pétrole en 1973, ni, en 1974 au Japon, le lancement simultané de la construction d'une usine maréthermique de près de 100 mégawatts et d'un important projet de récupération de l'énergie des vagues, ni le démarrage en fanfare d'un projet anglais de captage de la houle en 1975, ni aucune autre des nombreuses tentatives d'une époque qui prend conscience de l'épuisement du pétrole, qui hésite à faire pleine confiance au nucléaire, et qui n'est pas autrement réjouie de devoir retourner au charbon.

Une exception, toutefois. Distraction de sa part ? Le CNEXO s'est laissé aller à expérimenter dans la région de Montpellier la production d'électricité à partir de la curieuse technique dite des «étangs solaires». Ce sont des bassins de faible profondeur dont les fonds sont couverts d'eau fortement salée, donc plus dense, et les surfaces formées d'une strate relativement fine d'eau froide plus légère. Sauf perturbation extérieure, les deux couches ne se mélangent pas; elles se comportent comme un capteur-plan et piègent le rayonnement solaire à l'intérieur de l'épaisseur profonde salée élevant sa température de plusieurs dizaines de degrés. Prélevée sans turbulence, cette eau réchauffée peut servir à alimenter une machine thermique. 

La mise au point de ce procédé astucieux est délicate, car le mélange des deux couches est difficile à éviter. Sauf dans les pays où abondent de vastes étendues plates et salées comme Israël ou les États-Unis, les étangs solaires ne semblent pas voués à un très grand avenir. Au demeurant, ces méthodes tiennent beaucoup plus des techniques directement solaires que de celles propres à capter l'énergie des mers. Mais qu'importe! Le CNEXO a participé là et, semble-t-il, de lui-même à la promotion d'une énergie non polluante et renouvelable. Un fait trop rare pour ne pas être salué!

D'autres idées plus prometteuses dorment dans les cartons à dessins. Elles pourraient être mises au goût du jour en tirant profit de progrès technologiques récents. Aucune ne trouve grâce aux yeux du CNEXO. Son discours est bien rodé : l'énergie marémotrice, oui bien sûr, mais il y a si peu de sites favorables ; du méthane avec les algues, oui bien sûr, mais les plantes marines ne poussent pas aussi rapidement en mer que dans les aquariums des laboratoires ; la puissance des courants, oui bien sûr, mais les turbines immergées posent d'énormes problèmes d'entretien ; le mouvement de la houle, oui bien sûr, mais son allure n'est pas régulière et les installations nécessaires à son captage trop difficiles à déployer ; la pression osmotique à l'embouchure 
des rivières, oui bien sûr, mais les membranes adéquates ne sont pas assez résistantes ; le gradient thermique, oui bien sûr, mais le rendement prévisible est tellement faible que seules de très petites installations éloignées de tout pourront un jour, à la rigueur, se justifier économiquement, etc. 

Quand, à la fin de 1973, le monde découvre avec stupeur la fragilité de son approvisionnement en pétrole, la prétendue crise de l'énergie apparaît bien vite comme un nouvel état permanent de pénurie. Aucune solution miracle n'est en vue. Il faut puiser partout. Pourquoi pas dans les spectaculaires forces vives de la mer que l'homme a depuis longtemps rêvé d'asservir? 

A cette question le CNEXO fait la sourde oreille. Sa doctrine ressemble à un catalogue de bonnes raisons pour ne rien faire. Organisme conçu pour promouvoir, inciter, encourager, il donne soudain dans le circonspect. Il prône l'attentisme avec l'onctuosité goguenarde qu'affectent ceux qui croient savoir mieux que les autres. Il farde son attitude et la baptise «prudence» ; en vérité, sciemment, il temporise.

La politique énergétique du gouvernement français est conduite d'une main de fer depuis vingt ans: priorité absolue au nucléaire. Celui-ci absorbe les trois quarts des budgets civils affectés par l'État aux recherches. Toutes les autres ressources sont à la portion congrue. En dépit de nombreuses déclarations publiques en faveur des énergies dites nouvelles, cette règle de conduite n'a jamais été vraiment infléchie. Charbon, énergie solaire et photosynthèse sont condamnés avant d'avoir eu une chance de faire leur preuve. 
Comme on n'ose pas les tuer ouvertement, on leur alloue chichement des budgets qui ne sont que de simples rations de survie. Les résultats, dès lors, sont maigres. On en conclut que leur potentiel est mince et que leur budget ne mérite pas d'être augmenté. CQFD! 

Seul le pétrole ne souffre pas trop de ce parti pris, car les compagnies qui le produisent sont assez puissantes pour financer elles-mêmes le progrès de leurs techniques et le développement de leurs moyens. Y compris en mer: les pétroliers et non les océanographes détiennent aujourd'hui les clefs de l'intervention sous-marine profonde. Laminé entre les atomistes, maîtres des subventions, et les groupes pétroliers, maîtres du savoir-faire, le CNEXO est réduit au rôle de comparse, un tantinet bouffon, gnome parmi les géants, attentif à ne pas déplaire et empressé à ramasser les miettes. 

On serait tenté de le plaindre, mais cette situation ne le fait pas souffrir. Comme on nagerait volontiers à son secours si, serviteur loyal des chances de l'océan, il criait bien haut sa foi dans sa mission et dénonçait le rôle de faire-valoir auquel il s'est laissé réduire! Comme on aimerait le voir se comporter en avocat enthousiaste du potentiel fantastique de l'énergie des mers! Bien loin de tout cela, il est complice de l'étouffement. Au lieu de plaider, il ratiocine ; au lieu d'inspirer, il pontifie ; au lieu d'agir, il discourt. Ces nuages d'encre et ces flots de mots lui servent à dissimuler sa véritable stratégie en fait d'énergie des mers: surtout pas de vagues!