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Près de trois ans après le lancement de la première centrale électrique osmotique, en Norvège, deux chercheurs font le point sur cette technologie en analysant son efficacité et le potentiel de la filière. Les résultats sont encourageants. Près d’un demi-milliard de personnes pourraient à terme consommer cette électricité produite à partir d’eau douce et d’eau de mer sans qu’aucun gramme de CO2 ne soit émis.

La ville de Tofte, en Norvège, abrite une centrale électrique d'un nouveau genre depuis 2009. Elle ne consomme pas de carburant et surtout ne libère pas de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Comment est-ce possible ? Parce que cette infrastructure exploite le gradient de salinité existant entre de l’eau douce et de l’eau de mer grâce à un procédé nommé Pressure retarded osmosis ou PRO. Elle produit une énergie dite osmotique.

Les eaux douces et salées sont séparées par une membrane semi-perméable à l’eau. Pour rééquilibrer les concentrations en solutés de part et d’autre de cette structure poreuse, un flux d’eau, spontané, la traverse, de l’eau de rivière (pauvre en sel) vers l’eau de mer, causant ainsi une augmentation de pression au sein du compartiment d’accueil. Il s’agit d’une simple application du principe de l’osmose. Le trop plein d’eau est alors évacué, non sans avoir d’abord actionné au passage une turbine reliée à un générateur de courant. La pression du compartiment salé peut atteindre l’équivalent d’une colonne d’eau (i.e. d’une chute d’eau) de 120 mètres de haut !

Ce type d’installation ne peut pas se construire n’importe où puisqu’il faut au minimum avoir accès à deux sources d’eau ayant des concentrations en solutés différentes. Les embouchures représentent donc des sites de choix... et notre planète en abrite des milliers. Trois ans après le lancement de ce projet par la firme Statkraft, l’heure est au premier bilan. Ngai Yin Yip et Menachem Elimelech de l’université de Yale (États-Unis) ont notamment réévalué le potentiel et l’efficacité de ce procédé dans une nouvelle étude. Leurs résultats sont publiés dans la revue Environmental Science & Technology.

L’énergie osmotique : efficace et rentable à grande échelle

Cette centrale exploite l’énergie libre (dites de Gibb) perdue lorsque l’eau douce se dilue en mer. Sa valeur théorique peut être calculée et donc servir de référence pour décrire l’efficacité du procédé. Selon ce modèle, la Pressure retarded osmosis permettrait d’extraire jusqu’à 0,75 kWh d’énergie par m3 d’eau (à pression constante). Cette valeur représente 91,1 % de la quantité d’énergie théoriquement disponible, à savoir 0,81 kWh par m3. Ce résultat est plus qu’acceptable.

D’autres chiffres cités dans cette étude sont importants. Selon les deux chercheurs, l’exploitation de seulement un dixième des eaux se jetant dans les océans à l'échelle de la Planète permettrait de répondre durablement aux besoins en électricité de 520 millions de personnes, le tout sans libérer une seule tonne de CO2. Pour une production similaire, les centrales thermiques à charbon rejettent plus d’un milliard de tonnes de gaz carbonique dans l’atmosphère. L’énergie osmotique semble donc vouée à un bel avenir.

Selon de scientifiques britanniques, les eaux souterraines de l’Afrique seraient d’un volume total de 0,66 million de kilomètres cubes. Cela représente plus de 100 fois la ressource annuelle actuelle en eau du continent et 20 fois la réserve d'eau douce de tous les lacs africains.

Aujourd’hui, plus de 300 millions d'Africains n'ont pas accès à l'eau potable. De même, seuls 5% des terres arables du continent sont irriguées. Pourtant, en faisant quelques études un peu plus poussées, les chercheurs du British Geological Survey et de l'University College de Londres ont établi que le volume total des eaux souterraines en Afrique s'élevait à environ 0,66 million de kilomètres cubes (dans la fourchette entre 0,36 million et 1,75 million).

Ainsi, bien que toutes ne soient pas exploitables, l’étude qui vient d’être publiée montre que dans de nombreuses régions d'Afrique, il y a suffisamment d'eau souterraine pour alimenter en eau potable la population locale grâce à des pompes manuelles (entre 0,1 et 0,3 litre par seconde). En revanche, les possibilités pour mettre en place des puits de forage d'un débit supérieur à 5 litres par seconde, pour une exploitation commerciale, sont beaucoup plus limitées.

Les scientifiques mettent également en garde contre une approche "dispersée" pour trouver des puits à haut rendement. "Des puits de forage bien placés et à faible rendement pour l'approvisionnement rural et des pompes manuelles seront probablement efficaces face au changement climatique", a déclaré Alan MacDonald, principal auteur de l'étude cité par l'AFP. Toutefois, "les puits à haut rendement ne devraient pas être développés sans une compréhension minutieuse de l'état des eaux souterraines locales", a-t-il ajouté.

Le Premier ministre François Fillon, en outre ministre de l'Ecologie, a signé le décret de création du Parc national des Calanques, le 10ème parc national français et le 1er parc périurbain d'Europe, dont 90% de la surface est en mer, selon un communiqué du ministère publié mercredi. Ce parc national, aux portes de Marseille, «s'inscrit dans le cadre des objectifs de la stratégie nationale pour la création et la gestion des aires marines protégées», adoptée mercredi par le ministère de l'écologie, et qui doit permettre de placer 20% des eaux françaises sous protection à l'horizon 2020.

140 espèces protégées

Le projet avait été lancé en 1999 et adopté en janvier dernier par le Groupement d'intérêt public (GIP) des Calanques, après de longues péripéties. Il doit permettre, selon le ministère, «de concilier au mieux les activités professionnelles et de loisirs avec la protection de ce territoire». La création du parc, souligne le ministère, «garantira un cadre structuré de gestion et de protection de ce patrimoine unique, en synergie avec tous les acteurs existants».

Le Parc des Calanques abrite quelque 140 espèces protégées, dont l'un des trente derniers couples d'aigles de Bonelli présents en France, ainsi qu'un milieu marin riche de 60 espèces -dont des dauphins et tortues marines. Près de 90 sites archéologiques ont été mis au jour, comme la grotte Cosquer, au cap Morgiou, abritant des peintures rupestres dont les plus anciennes datent d'il y a 27.000 ans.

Si à l’achat les véhicules électriques sont plus coûteux que les modèles thermiques, à long terme ils permettraient à leurs propriétaires de réaliser une économie conséquente rapporte une étude américaine. D’où la nécessité de sortir la calculatrice avant la carte bleue.  

D’après l’Union of Concerned Scientists (UCS) une voiture électrique est une alternative réellement intéressante financièrement par rapport à un véhicule thermique. Pour parvenir à ce résultat, l’UCS a établi un profil type de l’automobile d’un américain moyen. Il s’agit d’une berline essence, effectuant 17600 km par an et consommant en moyenne 8,7l aux 100 km, avec un prix au litre de 0,71 centime.

Comparé à un modèle électrique, cette berline coûte à son propriétaire, 1200 dollars (916 euros) de plus par an. Sachant que l’essence ne cesse d’augmenter (même si dans le même temps les voitures consomment moins) à long terme il est vraisemblablement possible de réaliser de réelles économies. D’autant plus que le prix des véhicules électriques ne cesse de baisser. Par ailleurs les systèmes de location de batterie permettent également une réduction des coûts.

Seul problème l’autonomie des batteries est toujours trop faible. Mais le calcul mérite d’être fait.

Les baleines franches de l'Atlantique nord sont en voie d’extinction et l'une des causes de surmortalité est le nombre de collisions avec des navires. L’application Whale Alert (pour iPad et iPhone) permet dorénavant aux marins de connaître quasiment en temps réel toutes les zones de préservation et même… la position approximative des cétacés.

Les baleines franches de l'Atlantique nord (Eubalaena glacialis), ou baleine de Biscaye, vivent le long de la côte est des États-Unis, entre Terre-Neuve et la Floride. Elles ont été chassées durant des nombreuses années pour leur huile et sont depuis gravement menacées d’extinction. Seuls 350 à 550 individus, dont certains peuvent mesurer jusqu’à 16 mètres, seraient toujours en vie.

Ces cétacés vivent bien souvent à proximité des côtes et de la surface de l’eau. Entre 1970 et 2001, cinquante décès de baleines ont été dénombrés dans les eaux canadiennes. Au moins 36 % d’entre eux (soit 18 cas) sont survenus à la suite de collisions avec des navires (d’après un rapport du Cosepac).

Un projet issu d’une collaboration entre de nombreux organismes (dont la NOAA), des laboratoires de recherche et des entreprises privées propose dorénavant une solution innovante : une application iPhone et iPad nommée Whale Alert. Elle informe en temps réel les marins sur les mesures de préservation en cours dans le voisinage de leurs navires, et leur indique les lieux où les baleines ont été entendues pour la dernière fois. Après avoir fait son entrée dans les cockpits d'avion, l'iPad devrait maintenant se retrouver sur les consoles de nombreux navires.

Un GPS pour une interactivité totale

Concrètement, que peut faire cette application ? Tout d’abord, elle est capable de positionner le navire sur des cartes de navigation de la NOAA grâce à une fonction GPS. Le capitaine peut alors visualiser sa position par rapport aux zones réglementées, notamment les réserves de protections saisonnières. Les navires de plus de 20 mètres, par exemple, doivent s'y déplacer à moins de 18 km/h, ce que se charge de leur rappeler un message à l'écran.

Mieux, les cartes pourraient être mises à jour quasiment en temps réel. L’observation d’un certain nombre de baleines en un point donné pourrait conduire à la mise en place de zones de protection temporaires. Cette décision serait alors transmise aux équipages, et les cartes mises à jour en seulement quelques minutes.

L’iPad à l’écoute des baleines

Enfin, des bouées de surveillance acoustique sont en fonction autour du sanctuaire national marin de Stellwagen Bank et dans la baie du Massachussetts. Leurs positions sont reportées sur les cartes de la NOAA et leur couleur change sur l’iPad ou l’iPhone en fonction des informations qu’elles récoltent. Le vert signifie qu’aucune baleine n’a été entendue depuis 24 heures alors que l’orange indique le contraire. Les bateaux naviguant à l’intérieur ou à proximité de ces deux sites savent donc approximativement où se trouvent les baleines par rapport à leur position.

Que faire si le bateau est obligé de passer dans une zone à risque ? Les concepteurs du logiciel ont intégré un module traçant les voies présentant la plus faible probabilité de collision dans Whale Alert. Dernier petit détail, le logiciel embarque également une série de photographies permettant aux équipages ou passagers de retrouver le prénom de chaque baleine rencontrée. Ce nouvel outil de préservation méritait d’être présenté tant ses avantages sont nombreux. Cette démarche est originale et bien ancrée dans son temps. Son aspect technologique devrait permettre de toucher un large public outre-Atlantique.