Transformer les vagues en énergie : utopie ou réalité ?

Article signé Sylvain Roche, Alain H. Clément, Aurélien Babarit et Christophe Bouneau.

La fascination pour les vagues inspire les artistes depuis le XIXe siècle les artistes, les conduisant souvent à des conduites extrêmes  1. Elles ont depuis longtemps frappé les imaginations, provoquant un sentiment de liberté et de puissance, faisant éprouver à l’homme sa finitude et sa faiblesse. Comment ici ne pas penser aux vagues de Gustave Courbet ou à celles de Hokusai ?

Ou encore aux vagues géantes, les vagues scélérates, qui alimentent depuis des siècles l’imaginaire des marins ? Cette image de la force des vagues dans l’inconscient collectif se nourrit aussi des résultats des catastrophes naturelles de type tsunami.

À côté de cet imaginaire maritime se développe un imaginaire autour de l’énergie. Depuis la révolution industrielle et l’avènement de la fée électricité, la production et les transformations de l’énergie sont un terrain de chasse privilégié pour la construction des imaginaires collectifs 2.

Le xxe siècle a vu ainsi s’enchaîner toute une palette de technologies présentées bien souvent comme « la » solution définitive aux diverses crises énergétiques, mettant en exergue la fragilité de notre système énergétique 3. On connaissait l’empire britannique et son hymne Britannia rule the waves, qui rêvait de commander aux vagues.

Grâce à la technologie, les ingénieurs entendent bien réaliser ce rêve en produisant de l’énergie à foison 4. Par son fort pouvoir cognitif et communicationnel (l’énergie de la houle est une puissance mentalement simple à se représenter), la vague symbolise naturellement les « énergies nouvelles 5 », et plus spécifiquement la filière des énergies marines dont elle devient l’emblème.

Dans cette histoire où la mer se présente comme la nouvelle frontière à conquérir, l’énergie des vagues participe à la construction d’un imaginaire du fait de son insertion dans cet univers symbolique : elle matérialise un nouveau projet technologique, cette mer du xxie siècle source d’énergies renouvelables inépuisables 6, ce grand rêve pour demain dont témoignent de nombreux articles : « Il y a longtemps que l’on rêve d’exploiter l’énorme potentiel d’énergie que recèlent les vagues 7 » ; « Les vagues ne font pas rêver que les surfeurs. Depuis plus de vingt ans, les chercheurs veulent utiliser cette source considérable d’énergie pour produire de l’électricité  8 ». Le prisme énergétique fait ainsi passer les vagues du symbole du chaos à celui de l’abondance 9.

4Comme pour toute technologie émergente, l’énergie des vagues suscite néanmoins toute une série d’hypothèses et de spéculations sur les impacts économiques et industriels qu’elle peut générer, et ceci depuis les années 1970, sans compter les nombreux verrous technologiques encore non résolus.

Cet article se propose ainsi de mieux comprendre le développement de la filière houlomotrice et ses difficultés actuelles à passer d’une phase académique à une phase industrielle. Une mise en perspective historique nous permettra d’examiner le processus d’innovation et de maturité technologique en prenant l’énergie des vagues comme cas d’étude. Pourquoi la filière houlomotrice est-elle restée à l’état de curiosité de laboratoire pour certains et de réalité concrète pour d’autres ?

Le temps de la créativité et du machinisme triomphant (1799-1974)

« Capter cette formidable énergie gratuite des vagues 10 » est « un rêve tenace de l’humanité 11 ». De nombreux ingénieurs et chercheurs ont eu de tout temps les yeux rivés sur ce que les marins appellent « la mer du vent ».

La révolution technique anglaise du XVIIIe siècle et l’essor du machinisme sont un facteur essentiel dans cette histoire car ils ont bouleversé la façon de voir le monde et l’élément marin. Le machinisme redéfinit les images classiques que l’on avait de la mer, façonnées au cours des siècles.

La mer devient une opportunité pour l’homme technicien, et à ce titre, la vague apparaît non plus comme un danger mais comme une ressource naturelle à maîtriser. C’est dans ce contexte où la machine à vapeur est reine que des « expérimentateurs éclairés  12 » proposent l’idée d’exploiter l’énergie des vagues à la fin du xixe siècle. Le plus ancien brevet connu visant à l’utilisation de l’énergie des vagues est déposé à Paris par les Girard, père et fils, le 12 juillet 1799 13.

La fin du xixe siècle est marquée par les applications sans cesse grandissantes autour de l’électricité. L’électricité introduit de nouvelles machines et dessine un nouvel imaginaire technologique. Le monde de la mer n’échappe pas à la fée électricité. Le titre du chapitre XII de Vingt mille lieues sous les mers (1870) de Jules Verne sonne ici comme un manifeste : « Tout par l’électricité ».

À la même époque, Victor Hugo écrit dans son roman Quatrevingt-treize (1874) : « Réfléchissez au mouvement des vagues, au flux et reflux, au va-et-vient des marées. Qu’est-ce que l’océan ? Une énorme force perdue. Comme la terre est bête ! Ne pas employer l’océan ! ». Dans cette fin du xixe siècle où la mer devient progressivement un « laboratoire fertile pour l’expérimentation », la vague apparaît comme un défi 14.

Devant répondre aux nouvelles exigences sécuritaires, les littoraux mondiaux se maillent de phares et de balises. Des artefacts houlomoteurs sont imaginés pour rendre les sémaphores autonomes.

Ces derniers s’inspiraient des bouées Courtenay, inventées aux États-Unis, qui par le mouvement vertical de la vague permettaient de comprimer l’air qui passait par un sifflet pour obtenir une bouée sonore  15.

La fin du XIXe siècle est en effet une période qui voit la multiplication des expériences technologiques avec l’air comprimé 16. En France, le Service des phares et balises trouve la parade en installant sur les bouées une cloche ou un sifflet, actionnés par la houle, pour signaler les dangers isolés.

Cette période de profusion d’innovations où les applications de l’électricité ne semblent connaître aucune limite encourage des amateurs et bricoleurs ingénieux à se lancer dans d’ambitieux projets houlomoteurs financés sur des fonds propres. Tout comme les débuts de l’automobile, de l’aviation ou de l’informatique, l’énergie des vagues est au départ l’œuvre de pionniers tous aussi passionnés qu’originaux.

On peut citer ici le projet de Wave motor de Victor Gauchez de 1882 ou encore celui de Franck Perry de 1906. En 1895, en Californie, Terrence Duffy créait la société Wave-Power Air-Compressing pour commercialiser un moteur à vagues 17, lançant un engouement des Californiens pour les houlomoteurs qui perdura durant près de deux décennies. (Fig. 1) Selon David Ross, Thomas Edison lui-même aurait proposé une solution pour produire de l’électricité à partir des vagues à l’aide de dynamos 18.

Fig. 1 – Bouée fonctionnant à l’énergie des vagues imaginée par Terence Duffy

Fig. 1 - Bouée fonctionnant à l’énergie des vagues imaginée par Terence Duffy

Terrence Duffy, Duffy’s wave motor as a source of power for various purposes, San Francisco, Francis, Valentine & Co, 1886.
Dans la France de l’entre-deux-guerres, l’énergie des vagues est marginalisée par rapport à l’énergie marémotrice, malgré les nombreuses demandes envoyées à la Commission de la houille bleue 19 à ce sujet 20.
Des projets avant-gardistes aboutissent néanmoins et marquent de leur empreinte le littoral, là où les côtes rocheuses et abruptes présentent des cavités naturelles dans lesquelles les vagues s’engouffrent et compriment l’air. En 1910, près de Royan, Bouchaux-Pracéique eut l’idée d’aménager un de ces « trous du souffleur » pour installer une turbine à air attelée à une dynamo qui lui permettait d’éclairer sa maison.
C’est ce principe que reprit, entre 1926 et 1929, André Coyne, un ingénieur du service des phares et balises. Ses articles dans la Revue générale de l’Hydraulique vont permettre de mieux faire connaître les potentialités de l’énergie de la houle. Il construisit à côté du phare du Minou, près de Brest, une sorte d’entonnoir artificiel dans lequel les vagues par effet de bélier comprimaient l’air 21.
Il songeait à une utilisation de cet air comprimé lorsque l’installation fut détruite par une tempête 22. À la même époque, au pied du cap Saint-Martin à Biarritz, l’ingénieur Paul Grasset installait un prototype de « laboratoire hydrodynamique marin » afin de convertir l’énergie produite par la houle en électricité 23.

La suite de l’article à lireici

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1 À ce titre, le Musée d’art moderne André Malraux (MuMa) du Havre a présenté en 2004 deux expositions « Vagues 1. Autour des Paysages de mer » et « Vagues 2. Hommages et digressions » afin de montrer les divers aspects, poétiques, artistes, fantasmagoriques, propres à la vague. Voir Annette Haudiquet, Marc Donnadieu, Jean-Pierre Melot, Vagues II – Hommages et digressions, catalogue d’exposition – Le Havre, Musée d’art moderne André Malraux, 26 juin–27 septembre 2004, Paris, Somogy, 2004.

2 Alain Beltran, Patrice Carré, La Vie électrique, Histoire et imaginaire (xviiexxie siècle), Paris, Belin, 2016.

3 Jean-Claude Debeir, Jean-Paul Deleage, Daniel Hemery, Une Histoire de l’énergie, Paris, Flammarion, 2013.

4 « L’île qui veut commander aux vagues », Presse-Océan, 24 avril 2008.

5 Un long plan d’une énorme vague est diffusé dans le journal d’Antenne 2 le Midi (1er août 1979) pour présenter les recherches françaises dans le domaine des énergies nouvelles.

6 Cet engouement pour cette filière peut aussi s’expliquer par la « qualité de la ressource ». Si elles pouvaient être converties en électricité, les vagues qui déferlent en continu sur la façade atlantique de la France fourniraient 420 térawattheures par an, soit l’équivalent de 90 % de la consommation électrique annuelle. http://wikhydro.developpement-durable.gouv.fr/index.php/Energies_marines, consulté le 7 novembre 2018.

7 « Énergies des vagues, une palette de solutions en cours d’exploitation ou d’essai », Marine, janvier 2006, n° 210.

8 « Ces vagues qui font rêver les chercheurs », TerraEco, 2 juillet 2009.

9 « La houle aux œufs d’or », Les Report Terre, France 5, 2 juillet 2009.

10 Dans « Les énergies des mers », Clés pour demain, 19 janvier 1981.

11Sciences et Avenir, hors-série « La conquête de la planète Océan », mai 1986.

12 Jean-Pierre Rioux, La Révolution industrielle, 1780-1880, Seuil, Paris, 1971, p. 61.

13 David Ross, Power from the Waves, Oxford, Oxford University Press, 1996, p. 8.

14 Annette Haudiquet, Marc Donnadieu, Jean-Pierre Melot, Vagues II – Hommages et digressions, op. cit.

15 Émile Allard, « Bouées sonores et bouées lumineuses. Note. N° 27 », 1882, Bibliothèque des Phares, http://bibliothequedesphares.fr/annales_ponts/annales_ponts_1882_0025, consulté le 23 janvier 2018.

16 Cyrille Simmonet, Brève histoire de l’air, Versailles, Quae, 2014.

17 Terrence Duffy, Duffy’s wave motor as a source of power for various purposes, San Francisco, Francis, Valentine & Co, 1886.

18 David Ross, Power from the Waves, op. cit., p. 9.

19 La Commission de la houille bleue fut créée en 1919 pour se saisir de projets relatifs à l’utilisation de l’énergie des marées.

20 Anaël Marrec, « Politiques des forces naturelles et imaginaires de l’énergie pendant l’entre-deux-guerres », Pour mémoire, 2016, n° 18, p. 83-91.

21 André Coyne, « La captation de la houle », Revue générale de l’Hydraulique, 3 avril 1939, p. 141-148.

22 Il donna néanmoins deux ou trois chevaux-vapeur.

23 Pierre Devaux, « Force motrice des vagues et de la houle. La nouvelle station d’essais d’hydrodynamique maritime du phare de Biarritz », La Nature, 1934, 2e semestre, p. 260-266.

commentaires

COMMENTAIRES

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    C’est certainement une composante qu’il ne faut pas négliger à priori dans les énergies renouvelables.
    Elle a certainement une place à prendre, ….. laquelle ?

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    Il semblerait que certains programmes en cours ont été abandonnés pour cause de manque de rentabilité financière !

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    Là comme ailleurs vous ne faites que colporter ce que votre esprit étriqué retient.
    Toutes les technologies et techniques nouvelles sont depuis toujours le terrain d’évaluation de leur rentabilité à plus ou moins long-terme, et une part toujours importante des pionniers jettent l’éponge, souvent même avant d’avoir commencé, d’autre sont plus patients et d’autres réussissent brillamment.
    On peut voir combien vous manquez de recul Cochelin, le contraire d’un entrepreneur.

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