La centrale ETM

 

1)     Comment la centrale ETM fonctionne-t-elle ?


A partir des idées et concepts de Georges Claude et James Anderson, on distingue aujourd’hui trois types différents  de centrale ETM, correspondant à des cycles différents :

- Le cycle ouvert, reprenant le concept de Georges Claude : une machine thermique pompe de l’eau chaude de surface à environ 26°C, qui traverse ensuite un évaporateur sous vide afin de porter à ébullition l’eau à une plus basse température ; la vapeur produite ne contient pas de sel. L’eau évaporée ne correspondant qu’à un faible volume, le reste d’eau est rejetée dans la mer à une température de 21°C. Une fois ce faible volume d’eau à l’état gazeux, la vapeur actionne une turbine créant ainsi de l’électricité. Enfin, la vapeur passe dans un condenseur à double paroi, qui à l’aide de l’eau puisée en profondeur à environ 5°C, va rendre l’eau à son état liquide ; la vapeur étant débarrassée du sel, une fois revenue à l’état liquide l’eau est dessalée et peut être utilisée à la consommation. (pour mieux comprendre le principe de l'ébullition de l'eau sous vide je vous invite à cliquer ici)

 

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http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/energie-thermique-des-mers-etm


- Le cycle fermé, il reprend le concept du cycle ouvert mais fonctionne sur une boucle fermée. La machine thermique pompe toujours de l’eau chaude en surface mais pour cette fois-ci transmettre ses calories à de l’ammoniac (NH3) dans un évaporateur à double paroi (cet élément s’est avéré plus adapté que le propane initialement proposé par James Hilbert Anderson).ammoniac.png

L'ammoniac : N avec son doublet non liant. La géométrie de cette molécule est de type pyramidale à base triangulaire

La température d’ébullition de l’ammoniac est d’environ 32°C, c’est-à-dire que l’eau puisée (contenue dans une première paroi) n’a même pas besoin d’être mise sous une cloche à vide pour faire évaporer l’ammoniac (contenu dans une seconde paroi). Une fois le fluide évaporé, la vapeur d’ammoniac actionne une turbine qui produit de l’électricité. Ensuite, la vapeur d’ammoniac passe dans un condenseur à double paroi, qui va condenser avec l’eau froide puisée en profondeur l’ammoniac pour que celui-ci retourne dans l’évaporateur à double paroi et reprendre ainsi la boucle.

 

 

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http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/energie-thermique-des-mers-etm


 - Cycle hybride : Ce cycle consiste à rajouter au circuit à cycle fermé un étage supplémentaire superposé produisant de l’eau douce à partir d’un second circuit à cycle ouvert. Ce type de centrale ETM serai pour le moment compliqué et couteux à installer. Aujourd’hui, les ambitions se tournent vers des centrales ETM à cycle fermé.

Plus la différence de température entre l’eau de surface et l’eau en profondeur puisée est élevée plus l’efficacité de la centrale E.T.M est accrue, et donc son rendement. Le rendement énergétique est le rapport entre la quantité d’énergie produite et la quantité d’énergie consommée. Dans le cas d’une centrale ETM le rendement s’exprime donc par :                                

Rendement  = Watt (produit par la turbine)/[Quantité(évaporation)+Watt(pompe du fluide de travail)]

 

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Comme toutes les centrales électriques, les centrales ETM consomment de l’électricité pour pomper l’eau de la mer ainsi que pour la porter à ébullition dans l’évaporateur sous vide. La quantité d’énergie produite par la centrale doit donc être supérieure à la quantité d’énergie consommée pour le fonctionnement de la centrale

          

2)     Quels sont les principaux avantages de cette énergie ?


L’énergie thermique des mers est propre puisqu’elle fonctionne avec l’eau de mer. Il existe un infime risque de pollution atmosphérique par le CO2 dégagé. En effet le physicien Sullivan a démontré que les eaux en profondeurs étaient plus riches en CO2 que l’eau de surface mais que heureusement le CO2 de l’eau en profondeur drainée était très faiblement libéré. Une centrale ETM émet près de 100 fois moins de dioxyde de carbone qu’une centrale thermique à charbon.

L’énergie thermique des mers est une énergie renouvelable et possède un atout important comparé à d’autres types d’énergies renouvelables. En effet, les centrales ETM produisent de l’électricité à tout moment de l’année, c’est pourquoi contrairement à l’éolienne qui dépend du vent et qui produit de l’électricité 2500 heures par an, la centrale ETM en produit 8760 heures par an, soit près de 3,5 fois plus.

On constate que pour des installations de centrales ETM supérieure à 20W, si elles rejetaient l'eau en surface, on pourrait observer un phénomène de remontée des eaux. Ce phénomène se produit habituellement lors de forts vents marins : les eaux de surface sont poussées laissant de la place aux eaux profondes. Ces eaux étant reconnues pour leur contenance en nutriments, elle stimulent alors la vie aquatique de surface, lors de leur remontée.

 

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Lors du pompage de l’eau des espèces peuvent se retrouver broyées mais pour cela des grilles sont installées sur les tuyaux de pompage de l’eau de surface, chaude, et pour les canalisations pompant l’eau froide, il n’existe pratiquement plus de vie aquatique à de telles profondeurs (800-1000 mètres).

Comme nous le disions dans la description des différents cycles, la centrale ETM peut produire de l’eau potable (à une température la rendant possible à la consommation directe) ; ce type d’éléments produits grâce à la centrale et utilisables dans la vie sont appelés "coproduits". L’eau potable permettrait d’alimenter les régions situées dans la zone intertropicales, pour l’irrigation ou pour la consommation. C’est aussi le cas de la climatisation des locaux de recherches par exemple, en effet à l’aide de l’eau froide puisée en profondeur on arrive à créer un système de climatisation.

 

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L’énergie thermique des mers répond donc à deux critères des énergies nouvelles : elle est propre et renouvelable. On constate que par sa possibilité d’utilisation sur toute l’année, elle devance en quelque sorte certaines énergies renouvelables telles que l’éolien. L’énergie thermique des mers est en plein développement et on ne trouve aujourd’hui que très peu d’installations dans le monde ; on peut alors établir les ambitions de cette énergie qui a l’air à première vue, très intéressante.

Quelles sont les perspectives d'avenir et les projets en cours ?

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