L’énergie osmotique désigne l’énergie exploitable à partir de la différence de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce, les deux natures d’eau étant séparées par une membrane semi-perméable. Elle consiste à utiliser une hauteur d’eau ou une pression créée par la migration de molécules d’eau à travers la membrane. La pression d’eau en résultant assure un débit qui peut alors être turbiné pour produire de l’électricité.
Les sels dissouts dans l’eau de mer sont majoritairement du sodium et du chlorure que l’on retrouve dans l’eau sous forme ionique Na+ et Cl–. Prenons deux réservoirs remplis pour l’un d’eau douce et pour l’autre d’une solution d’eau salée de même volume séparés par une membrane semi-perméable (également dite « sélective ») qui bloque les ions de grosse taille Na+ et Cl– et laisse passer les molécules d’eau plus petites H2O (on notera que l’eau douce contient également des sels mais en moindre quantité).
Les deux réservoirs étant de concentration saline différente, le niveau égal de chaque réservoir n’est pas une position d’équilibre. Il se produit donc une migration des molécules d’eau de la solution d’eau douce vers la solution saline au travers de la membrane semi-perméable. L’effet produit engendre une augmentation du niveau du réservoir d’eau saline et en même temps diminue la concentration saline de cette solution (alors que la concentration saline de la solution d’eau douce augmente parallèlement). L’effet s’arrête lorsque l’équilibre osmotique est atteint, c’est-à-dire l’équilibre entre les couples « pression » (hauteur d’eau) et « concentration » (en sels) de l’une et l’autre des solutions.
Jusqu’à présent, l’application principale de ce principe était le dessalement de l’eau de mer ou la purification de l’eau par osmose inverse.
Application à la production d’électricité
Il est également possible d’utiliser le principe d’osmose pour produire de l’électricité en actionnant une turbine grâce à la pression osmotique. Une pression de 12 bars dans le réservoir d’eau salée confère à l’eau acheminée vers la turbine la même énergie qu’un volume d’eau chutant de 120 m dans un barrage hydroélectrique.
Concrètement, une centrale osmotique a pour objectif d’exploiter la différence de salinité là où l’eau salée et l’eau douce se rencontrent naturellement, c’est-à-dire aux embouchures des fleuves.
L’énergie osmotique est potentiellement exploitable par tout pays disposant d’embouchures de fleuves. Contrairement à d’autres énergies renouvelables, elle ne dépend pas des conditions météorologiques et offre une très bonne prédictibilité de production électrique. Une centrale osmotique serait susceptible de fonctionner près de 8 000 heures par an, soit près de 3 ou 4 fois plus que la durée moyenne de fonctionnement d’une éolienne.
Le principe est actuellement exploité en Norvège à Tofte, à 50 km au sud d’Oslo. La Norvège présente un potentiel de production important estimé à près de 12 TWh par an. La France est également privilégiée par sa façade littorale (3 mers/océans et de très nombreux fleuves).
Et c’est ainsi qu’est né, à partir de technologies innovantes issues de travaux académiques français, le projet de la société SweetEnergy.
Il s’agit de profiter du potentiel osmotique de la zone de contact entre les eaux du Rhône et de la Méditerranée, qui justement est très salée. Selon les estimations de la start-up, la centrale osmotique du Rhône peut produire plus de 4 millions de mégawatt-heure (MWh) chaque année. Ce qui représente deux fois la consommation électrique annuelle des habitants de Marseille.
Source: connaissance des énergies