L'énergie bleue est un moyen de générer de l'énergie par osmose, c'est-à-dire à partir des différences de concentration en sel de deux volumes d'eau. En séparant ces masses d’eau à travers une membrane semi-perméable, on génère une différence de pression qui peut être utilisée pour entraîner une turbine. La turbine est reliée à un alternateur qui produit de l'électricité.
Cette différence peut être utilisée dans les endroits où l'eau douce se jette dans la mer.
La technique de l'énergie osmotique est encore en développement. Des recherches sont actuellement en cours pour déterminer s'il est possible d'augmenter la salinité en utilisant la chaleur résiduelle pour convertir la chaleur directement en énergie électrique à l'aide de systèmes thermoélectrochimiques.
L’un des avantages de l’énergie bleue est qu’il s’agit d’une source d’énergie renouvelable qui ne génère pas d’émissions de gaz à effet de serre. Elle est également considérée comme une énergie propre car elle ne génère pas de déchets polluants, elle rejette seulement dans la mer de l’eau avec une certaine concentration de sel.
Comment fonctionne l’énergie bleue ?
Une solution saline contient de l’énergie qui peut être exploitée. La dissolution du sel est un processus endothermique dans lequel, une fois dissous, comme c'est le cas pour la plupart des sels, la température de l'eau baisse.
L’énergie nécessaire pour évaporer l’eau est plus grande avec de l’eau salée qu’avec de l’eau douce. Ainsi, si le sel et l’eau douce se croisent en étant à la même température, la température augmente légèrement. Cette augmentation de température génère une pression qui peut être utilisée pour entraîner des turbines hydrauliques afin de produire de l'énergie électrique.
L'énergie bleue dans la nature
Ce processus osmotique se produit également naturellement. Dans ce cas, les cellules végétales contiennent des sels dont la concentration augmente avec l'évaporation. La paroi cellulaire végétale est une membrane qui permet à l’eau d’être transportée du sol vers le haut grâce au processus d’osmose.
Inconvénients de l'énergie bleue
Les principaux inconvénients de ce type d’énergie renouvelable sont que l’énergie osmotique a une capacité limitée par mètre carré de surface de membrane en plus du prix et de la résistance des membranes.
Un autre problème est l’apparition d’une contamination des membranes, qui sont en fait des filtres extrêmement fins. L’eau douce des rivières et l’eau de mer contiennent des particules d’algues, de sable et d’argile.
Méthodes pour exploiter l’énergie bleue
Osmose à pression retardée
La première technique, l'osmose retardée par pression (PRO), est basée sur l'osmose. Cela se produit lorsque l'eau d'une rivière (douce) est en contact avec de l'eau de mer (salée) à travers une membrane qui permet le passage de l'eau mais pas des substances dissoutes comme le sel. L'eau douce s'écoule à travers la membrane vers le côté salé et se jette dans la mer. Là, une pression osmotique est générée qui peut être utilisée comme source d’énergie.
La pression augmente théoriquement jusqu'à 28 bars à 10°C et une différence de concentration en sel de 3,5 %. La pression réelle est inférieure en raison de la dilution qui se produit. Avec la pression qui en résulte, une turbine hydraulique peut être entraînée et de l'électricité peut être produite.
L'eau saumâtre est produite comme déchet ; rien de plus que ce qui se serait passé si l'eau avait atteint la mer sans obstacles.
Électrodialyse inverse
Une deuxième méthode utilise l’électrodialyse inverse. Le sel qui coule et l'eau douce sont entourés de membranes sélectives d'ions, ce qui entraîne une tension minimale entre ces membranes.
En connectant les membranes en série, une tension utilisable est créée et de l'électricité est générée immédiatement. Le problème reste une capacité trop faible par m² de surface de membrane.
Ammoniac
Une troisième méthode utilise l’ammoniac (NH3) dans une pile à combustible dotée de membranes sélectives d’ions. La chaleur résiduelle à faible teneur en calories rétablit la différence de concentration requise et utilise la chaleur résiduelle provenant par exemple de l'industrie (batterie à ammoniac à régénération thermique TRAB).
Cette méthode d’exploitation de l’énergie osmotique est encore en phase d’étude.