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Énergies marines renouvelables, des promesses tenues malgré un décollage difficile ?

Parc éolien offshore en mer du Nord, au large de Sheringham, sur la côte est de l’Angleterre. En 2015, le gouvernement britannique a donné son accord au développement, plus au nord, de la plus grande ferme éolienne offshore au monde, d’une capacité cumulée de 1,2 gigawatt d’électricité. (© Harald Pettersen/Statoil)
Avec la prise en compte des effets du changement climatique sur la planète, la mer est devenue le lieu d’une nouvelle course, celle aux technologies marines renouvelables, vues depuis des années comme des solutions parmi les plus intéressantes pour répondre au défi énergétique. Mais en dépit des progrès réalisés, leur mise en pratique achoppe sur plusieurs difficultés.

Les technologies renouvelables marines sont relativement variées. Elles comprennent l’ensemble des technologies destinées à produire de l’énergie, mais aussi de la chaleur, grâce aux vents, courants, marées, houle et salinité. Elles regroupent ainsi l’éolien offshore posé et flottant, l’hydrolien (turbines pour les courants sous-marins), le marémoteur (reposant sur la différence de hauteur entre des bassins d’eau remplis par la marée), l’houlomoteur (utilisant l’énergie des vagues), le thermique marin (fondé sur la différence de température entre les eaux de surface et de fond) et l’osmotique (fondé sur la différence de salinité entre eau de mer et eau douce).

Maturité technologique et choix nationaux
Les différentes EMR présentent des profils technologiques – et de coûts – assez variés. La plus mature de ces énergies est, pour l’instant, l’éolien offshore, dont le classement parmi les énergies marines fait d’ailleurs débat. En effet, il ne s’agit après tout que de la transposition de la technologie éolienne terrestre au milieu marin, à quelques différences près tout de même. Ainsi, tandis que la puissance des éoliennes reste assez limitée sur terre, elle peut atteindre les 8 MW l’unité en mer, voire plus dans les années à venir comme l’atteste le projet européen UpWind. D’autre part, les éoliennes marines peuvent être posées sur le fond sous-marin ou flottantes, les secondes étant moins invasives pour l’environnement, mais plus coûteuses. Le coût d’installation et de maintenance est d’ailleurs le principal frein à leur développement : des questions demeurent concernant l’entretien aussi bien des éoliennes elles-mêmes, que des éléments de transmission électrique entre la mer et la terre.Les promesses affichées par les énergies marines renouvelables (EMR) tardent à se concrétiser. En effet, elles se heurtent à deux obstacles majeurs. Premièrement, la maturité technologique des éléments industriels se révèle, en 2016, relativement basse, la plupart des projets étant au stade du prototype ou du développement en laboratoire. Deuxièmement, elles doivent surmonter des difficultés plus insidieuses, ayant trait aux choix des politiques énergétiques nationales et de l’exploitation économique des côtes.
Autre technologie connue et expérimentée, le marémoteur semble connaître un regain d’intérêt. À la notable exception de l’usine française de la Rance (240 MW) construite en 1966, les unités marémotrices étaient jusqu’à présent des unités de faible puissance, de l’ordre de quelques MW. Avec l’ouverture de l’usine de Sihwa en 2011 (255 MW), la Corée du Sud est venue donner une nouvelle impulsion à cette technologie, qui reste cependant limitée par les possibilités géographiques des territoires considérés.
D’autres technologies en sont à des stades moins avancés : des unités de taille et de puissance limitées sont installées pour en mesurer la viabilité économique. Il en est ainsi de l’hydrolien. Pour produire une même puissance, les hydroliennes sont plus petites que les éoliennes, ce qui limite leur emprise environnementale. De même, les centrales houlomotrices (unités flottantes de production d’énergie par oscillation) sont encore en phase de test. Le projet le plus intéressant économiquement, Pelamis, déployé au Portugal en 2008, n’a pas résisté à une tempête, entraînant la faillite de sa société porteuse. Le chemin est donc encore long jusqu’à la maturité économique de telles technologies, même si elles ont un potentiel prometteur à moyen terme. Pour l’houlomoteur, il est estimé à l’échelle mondiale à 32 000 TWh/an au total (1), soit un cinquième de la consommation d’énergie mondiale en 2014 (évaluée à env. 150 357 TWh dans la BP Statistical Review of World Energy, juin 2015) ; l’hydrolien offrirait quant à lui un potentiel de 75 à 150 GW de puissance installée.
Enfin, les technologies osmotique et thermique marine en sont au stade du prototype, voire de l’expérimentation en laboratoire. Elles bénéficient d’avantages certains, comme la possibilité pour le thermique marin d’associer production d’électricité et de chaleur, mais s’avèrent à des niveaux de développement bas, nécessitant des conditions géographiques parfois très spécifiques (estuaires de fleuves pour l’osmotique par exemple).
Toutes ces technologies, qu’elles soient ou non matures, sont fortement dépendantes, pour leur implantation à grande échelle, des choix nationaux. Les politiques liées à l’énergie et les stratégies nationales – comprenant les financements – sont un élément clé dans l’éclosion de telle ou telle solution énergétique. En Europe, les politiques nationales et communautaire liées à la transition énergétique représentent une opportunité inégalée pour les EMR. La prise de conscience écologique mondiale qui se traduit dans les conférences internationales par un positionnement de plus en plus en faveur des énergies renouvelables leur offre également un cadre adéquat. Le mécanisme de contributions nationales directes – les INDC – inauguré lors de la COP21 permet ainsi à chaque pays de prendre des engagements le concernant et d’orienter ses politiques nationales en conséquence. Toutefois, malgré ces potentiels de développement importants et la volonté des gouvernants qui semble s’affermir, les situations sont extrêmement disparates d’un pays à l’autre.

L’Europe en pointe
La France a longtemps disposé d’une avance certaine dans le domaine des énergies marines renouvelables. L’usine marémotrice de la Rance est restée, de 1966 à 2011, la plus puissante au monde.
L’Europe concentre pour le moment plus de 90 % de la puissance électrique en mer, majoritairement grâce aux éoliennes offshore. C’est la zone mer du Nord/Baltique qui concentre l’essentiel des installations actives, suivant la domination des pays du Nord et de l’Allemagne dans le domaine éolien en général. Malgré son retard dans la technologie industrielle des éoliennes, le Royaume-Uni apparaît comme le pays le plus en pointe d’Europe dans le domaine des EMR, le seul à disposer de capacités de production d’éolien offshore, d’hydrolien et d’houlomoteur.
Les entreprises industrielles européennes ont ainsi fait le choix de se positionner comme les principaux développeurs de ces nouvelles solutions énergétiques, quitte à y engloutir des sommes énormes. Une entreprise comme l’espagnole Iberdrola est représentative de ces efforts : elle se positionne depuis un certain temps sur un large spectre d’énergies marines, allant de l’éolien offshore à l’houlomoteur (en partenariat avec le suédois CorPower Ocean) et l’hydrolien. Cette stratégie, menée principalement au travers de sa filiale ScottishPower Renewables, lui permet de s’implanter sur les marchés français (éolien offshore au large de Saint-Brieuc, dans la Manche) et allemand (éolien offshore sur le site de Wikinger, au large de l’île de Rügen, dans la Baltique) ainsi que de consolider son implantation au Royaume-Uni par un engagement fort dans la R&D grâce à des partenariats avec l’European Marine Energy Centre écossais. C’est visiblement cette stratégie qui tire les performances d’Iberdrola vers le haut. Les renouvelables représentaient, en 2015, 21 % des bénéfices (EBITDA) du groupe, en hausse de 18,6 % par rapport à l’année précédente (2). Cette situation se retrouve chez plusieurs industriels ou utilities européens comme Siemens, Vestas, E.ON, EDF, Engie, Enel, etc. qui soit sont déjà présents sur le créneau des EMR, soit investissent des sommes importantes dans des projets de R&D.
Des écosystèmes complets fondés sur ces énergies sont en train de naître dans plusieurs pays, réunissant souvent des compétences éparses, comme c’est le cas pour France Énergies Marines qui rassemble énergéticiens, universités et spécialistes des constructions navales (3). Ces entreprises sont soutenues par la Commission européenne qui, en janvier 2014, a rendu publique sa stratégie Réaliser le potentiel de l’énergie océanique dans les mers et les océans européens à l’horizon 2020 et au-delà, véritable plan d’action en faveur des énergies marines avec des soutiens pour la recherche (EERA, NER-300, etc.) ou l’installation industrielle (IIE, évaluations environnementales, évolutions de la législation envisagées, etc.) (4). Les États se montrent, parallèlement, très actifs afin de pallier le scepticisme des bailleurs de fonds privés, même si ces derniers s’impliquent de plus en plus dans le financement des EMR (5). De nombreux mécanismes réglementaires et incitatifs existent – au Royaume-Uni, en Allemagne, en France, etc. – qui tirent le développement des EMR vers le haut, mais risquent d’en faire un secteur reposant plus sur la béquille des États que sur une véritable compétitivité économique.

L’Asie terre d’avenir ?
Toutefois, c’est en Asie que les grands développements des EMR devraient se faire dans les prochaines années. L’ampleur des besoins en énergie de la part de la Chine, de la Corée du Sud mais aussi du Japon dans une optique post-Fukushima, placent l’Asie du Nord-Est au cœur des stratégies industrielles liées aux EMR. Dans ce cadre, les industriels locaux se montrent particulièrement actifs en R&D. Dominant déjà nombre de technologies marines – notamment la construction des pétroliers et méthaniers qui est réalisé à plus de 90 % dans cette région –, les trois puissances se verraient bien en oligopole des EMR.
Les industriels sont en ordre de bataille avec Hyundai Heavy Industries, China Guodian Corp., Mitsubishi Heavy Industries ou Hitachi Wind (6). Ici aussi, les États ont pris le parti, notamment en Chine et en Corée du Sud, de se positionner comme bailleurs de fonds de la recherche, mais également comme soutien des producteurs d’électricité avec des incitations et des tarifs règlementés. L’implication des États sud-coréen et chinois dans l’économie, marque traditionnelle de leur rapport au capitalisme, se fait encore plus importante dans le domaine des EMR. Les ministères et agences concernés, ainsi que les grandes structures de recherche publiques ou parapubliques (Korea Institute of Ocean Science and Technology, Korea Maritime and Ocean University, Académie des Sciences de Chine, etc.) sont tous en première ligne. La priorité semble de fait donnée à l’hydrolien et à l’houlomoteur, puisque les pays d’Asie sont en retrait – en termes de R&D – sur l’éolien offshore, verrouillé par les entreprises européennes.
C’est ainsi vers des énergies émergentes, au stade du démonstrateur technologique ou du prototype, que les autorités sont les plus actives pour bénéficier d’un avantage stratégique à moyen terme. Le positionnement géographique des pays d’Asie du Nord-Est sur la mer de Chine et l’océan Pacifique leur offre des conditions particulières quant à l’exploitation de l’énergie des courants et des marées.

Suiveurs et sceptiques
Loin de cette course aux énergies marines renouvelables, certains États se montrent plus circonspects. Les États-Unis ont ainsi une position ambigüe sur le sujet. Alors que B. Obama a annoncé le retour du pays dans le groupe de tête des développeurs et installateurs d’énergies renouvelables, la mer demeure paradoxalement le parent pauvre dans la stratégie nationale de la première zone économique exclusive (ZEE) au monde. Depuis 2011, le Department of Energy n’a ainsi débloqué que 200 millions de dollars pour l’éolien offshore, loin des 13,3 milliards investis en Europe pour la seule année 2015 (7). Et la première ferme éolienne offshore des États-Unis, Block Island (30 MW), ne sera opérationnelle qu’en 2016.
L’Amérique du Nord, à la notable exception du Québec, n’apparaît pas comme une terre de prédilection des EMR, le secteur des énergies renouvelables étant pour le moment focalisé sur des technologies relativement matures comme l’éolien terrestre ou le solaire (8). En outre, les États-Unis sont confrontés à des problèmes de gestion des réseaux électriques qui rendent le déploiement à grande échelle des renouvelables, terrestres ou marins, extrêmement complexe. Pourtant, les études montrent des potentiels intéressants pour les côtes américaines, aussi bien Atlantique que Pacifique, ce qui confirme l’impérieuse nécessité d’une volonté politique forte pour lancer le développement en masse de nouvelles solutions technologiques dans le domaine énergétique.
Parmi les grandes puissances émergentes, le Brésil, l’Inde et la Russie, se montrent également peu pressés d’investir le secteur des EMR. Et, si le Brésil est en plein développement des renouvelables terrestres, l’Inde et surtout la Russie sont largement distancés dans la course aux énergies renouvelables. Faisant face à des problèmes de sécurité énergétique ou se reposant sur les ressources fossiles nationales, ces deux pays ont fait le choix de rester pour le moment en retrait. Cela se ressent également dans les choix industriels des entreprises nationales, à l’exemple de l’indien Suzlon, exclusivement focalisé sur l’éolien terrestre.
La route vers la maturité économique et technologique des EMR semble encore longue et tortueuse. Si certaines de ces énergies entrent en phase d’exploitation, la plupart en sont au stade du démonstrateur, attendant encore des évolutions pour trouver la viabilité économique indispensable. En outre, la complexité des régimes juridiques applicables aux énergies marines renouvelables, quel que soit le pays envisagé, a également tendance à freiner leur développement. En Europe notamment, la prise en compte tant au niveau communautaire que national de cette problématique induit nécessairement des évolutions (9), alors qu’aux États-Unis, l’ambigüité juridique persiste notamment sur la question de l’exploitation des ZEE (10). Cela induit des situations différenciées au niveau mondial où l’Europe et l’Asie du Nord-Est sont en pointe, dans ce qui apparaît comme l’un des domaines énergétiques les plus prometteurs à un horizon de moyen à long terme. Néanmoins, il s’agit d’une affaire de volonté politique comme de choix industriels. L’un des deux viendrait à faiblir et c’est l’ensemble de l’édifice qui serait remis en cause.

Notes
(1) Anthony Lewis, Segen Estefen et alii, « Ocean Energy » in IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation, Cambridge et New York, Cambridge University Press, 2011, p. 504.
(2) https://www.iberdrola.es/webibd/gc/prod/en/doc/folleto_15.pdf
(3) En particulier, les entreprises du monde naval militaire français, regroupées au sein du GICAN, se montrent très actives sur le segment des EMR depuis quelques années (http://www.gican.asso.fr/sites/default/files/DOC_EMR_plaquette_BD_0.pdf).
(4) http://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:52014DC0008&from=FR ; celle-ci fait suite à une communication de 2008 sur l’éolien offshore.
(5) En 2011, le secteur public, États et UE, représentait encore 50 % du financement de la R&D des EMR ; David Magagna et Andreas Uihlein, 2014 JRC Ocean Energy Status Report, Rapport EUR 26983 EN, Luxembourg, Union européenne, 2015.
(6) Voir notamment IRENA, Ocean Energy: Technology Readiness, Patents, Deployment Status and Outlook, Abou Dhabi, IRENA, août 2014.
(7) http://www.ewea.org/news/detail/2016/02/02/record-13bn-euro-invested-in-offshore-wind-in-2015-3gw-new-capacity/
(8) Même si des entreprises comme GE investissent dans le développement de l’éolien offshore ou le marémoteur.
(9) Hélène Gelas, « Encadrer pour favoriser : quel cadre légal pour le développement économique des énergies marines ? », La Houille Blanche, no 3, juin 2015, p. 26-30.
(10) Aaron Smith, Tyler Stehly et Walter Musial, 2014–2015 Offshore Wind Technologies Market Report, Oak Ridge, NREL, septembre 2015.

Article paru dans Les Grands Dossiers de Diplomatie n° 33, juin-juillet 2016.

À propos de l'auteur

Nicolas Mazzucchi

Nicolas Mazzucchi

Docteur en géographie économique, chercheur à l’Institut de recherche stratégique de l’École militaire (IRSEM), chercheur associé à l’Institut de relations internationales et stratégiques (IRIS), Nicolas Mazzucchi est spécialiste des questions énergétiques et des stratégies d’influence entre acteurs étatiques et entreprises dans le cadre de la mondialisation. Ses domaines de compétence incluent également les problématiques d’influence et de guerre informationnelle au travers de l’étude de la cyberstratégie.

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