L’énergie houlomotrice, c’est quoi exactement ?
L’énergie houlomotrice (aussi appelée énergie des vagues) désigne la production d’électricité à partir du mouvement de la mer. Dit autrement : on cherche à transformer l’énergie cinétique de la houle en courant électrique grâce à des technologies capables de “suivre” l’océan, sans le contrarier.
Houle vs vagues : quelles différences ?
On emploie souvent houle et vagues comme si c’était la même chose. Pourtant, une nuance compte.
- La houle, c’est un mouvement ondulatoire régulier, créé par le vent au large. Elle peut voyager très loin, parfois sur des centaines de kilomètres, sans forcément se briser ;
- La vague, elle, apparaît lorsque cette houle arrive près des côtes. L’eau rencontre des fonds moins profonds, le mouvement se transforme et la vague déferle.
Dans les faits, l’énergie houlomotrice exploite les 2 phénomènes. Que le mouvement soit ondulatoire ou déferlant, l’objectif reste le même : récupérer l’énergie mécanique de la mer.
Principe général : transformer le mouvement en courant électrique
Le concept est simple (sur le papier) : la mer bouge, la technologie capte, et l’électricité apparaît. En pratique, les dispositifs houlomoteurs utilisent des structures flottantes, semi-immergées ou immergées qui se déplacent au rythme de l’eau.
Ces systèmes exploitent généralement :
- Des mouvements mécaniques ;
- Ou des variations de pression sous l’eau au passage des vagues.
Ensuite, la chaîne de conversion suit une logique très claire :
Mouvement → Énergie mécanique → Énergie électrique
Selon les technologies, cette conversion se fait de différentes façons, mais on retrouve 2 grandes approches :
- Via une turbine : par exemple, quand la houle met l’air en mouvement dans une colonne d’eau oscillante, cet air entraîne une turbine qui produit de l’électricité ;
- Ou grâce à un générateur direct, parfois avec un relais hydraulique ou pneumatique.
Les différents systèmes houlomoteurs
Il existe une large variété de technologies houlomotrices, certaines installées en profondeur, d’autres flottantes ou intégrées au littoral. Voici les principales solutions à l’étude.
Colonnes d’eau oscillantes
Parmi les technologies les plus étudiées en énergie houlomotrice, les colonnes d’eau oscillantes occupent une place à part. Leur fonctionnement est à la fois simple à comprendre et ingénieux.
Le principe repose sur une structure creuse, généralement en acier ou en béton, partiellement immergée. La base est ouverte sur la mer, tandis que la partie supérieure est fermée, emprisonnant une poche d’air au-dessus de l’eau.
À chaque vague, le niveau de l’eau à l’intérieur de la colonne oscille. Cette oscillation comprime puis décompresse l’air situé au‑dessus de l’eau. Grâce à une turbine bidirectionnelle spécialement conçue, l’air en mouvement est transformé en énergie mécanique, puis en électricité. L’intérêt de ce type de turbine est qu’elle peut tourner quel que soit le sens du flux d’air généré par les variations de vagues.
Autre atout des colonnes d’eau oscillantes : leur polyvalence d’implantation. Elles peuvent être fixes sur le littoral ou flottantes au large. Cette flexibilité permet d’exploiter des zones très exposées à la houle, tout en s’adaptant aux contraintes locales.
Aujourd’hui, les colonnes d’eau oscillantes sont à un stade pré-commercial, mais elles séduisent par leur adaptabilité et leur impact visuel limité, 2 atouts pour une intégration harmonieuse dans le paysage côtier.
Colonne d’eau oscillante (©Aquaret)
La chaîne flottante articulée (“serpents de mer” / atténuateurs)
L’un des concepts les plus connus et avancés en énergie houlomotrice est celui de la chaîne flottante articulée, souvent surnommée « serpent de mer ». Ce nom vient de la forme que prend cette structure à la surface de l’eau : une suite de longs flotteurs reliés entre eux, ondulant comme un serpent sous l’effet des vagues.
Concrètement, ces flotteurs alignés dans le sens du vent et perpendiculaires à la direction des vagues sont maintenus à la surface par des câbles ancrés au fond marin. Lorsque les vagues passent, elles font osciller chaque segment de la chaîne. Aux points d’articulation, ce mouvement crée une déformation mécanique. Cette flexion actionne un système hydraulique.
Ensuite, le mouvement hydraulique généré est transformé en énergie mécanique, qui fait tourner une turbine et produit de l’électricité. C’est grâce à cette conversion fluide‑mécanique que les serpents de mer peuvent exploiter efficacement la puissance ondulatoire.
À ce jour, les atténuateurs représentent l’un des procédés les plus matures et explorés dans le domaine de l’énergie houlomotrice. Pourtant, bien qu’ils soient avancés, ils ne sont pas encore largement déployés à grande échelle. Cela dit, leur capacité à convertir le mouvement ondulatoire en électricité offre une piste prometteuse pour l’avenir des énergies marines renouvelables.
La chaîne flottante articulée (©Aquaret)
Parois oscillantes
Les parois oscillantes, parfois appelées batteurs, sont des dispositifs fixés au fond marin ou ancrés près du littoral, dans des zones peu profondes. Leur principe est simple : la poussée des vagues, même lorsqu’elles ne déferlent pas, fait osciller ces grandes parois d’avant en arrière, comme un pendule.
Ce mouvement pivotant est ensuite converti en énergie grâce à un système hydraulique. Les oscillations actionnent des pompes, qui compriment un fluide sous pression. Ce fluide entraîne une turbine, puis un alternateur, pour produire de l’électricité.
L’intérêt de ces parois oscillantes réside dans leur robustesse et leur adaptabilité. Elles peuvent être conçues pour différentes profondeurs d’eau et conditions de houle. De plus, leur principe de fonctionnement repose sur des mouvements simples et répétitifs, ce qui facilite leur maintenance et leur intégration dans des installations houlomotrices à taille variable.
Paroi oscillante immergée (©Aquaret)
Capteurs de pression immergés
Placés directement sur le fond marin, ces dispositifs tirent parti de la variation de pression qui se produit lorsque la surface de la mer monte et descend.
En pratique, ces capteurs sont des corps immergés, souvent des bouées ou ballons fixés au fond, qui subissent les effets du passage des vagues. Quand une vague passe au‑dessus du capteur, la pression de l’eau augmente. Quand la vague s’éloigne, la pression diminue. Cette différence de pression fait circuler un fluide dans un circuit hydraulique fermé, qui est ensuite utilisé pour actionner une turbine et produire de l’électricité.
Capteur de pression immergé (©Aquaret)
Systèmes à déferlement
Les systèmes à déferlement exploitent la puissance des vagues lorsqu’elles se brisent. Le principe ? Une rampe inclinée capte l’eau des vagues déferlantes et la dirige vers un réservoir surélevé. Une fois stockée, cette eau est relâchée pour actionner une turbine hydroélectrique, avant de retourner à la mer.
Ces dispositifs fonctionnent comme une mini centrale hydraulique en mer. Ils peuvent être flottants au large ou fixes sur le littoral, intégrés à des digues ou des ouvrages côtiers. Leur conception simple repose sur la gravité et la pression, ce qui en fait une technologie robuste.
Piège à déferlement (©Aquaret)
Pourquoi on en parle peu alors que la mer ne s’arrête jamais ?
L’énergie houlomotrice est une ressource abondante et disponible. Pourtant, elle reste discrète dans le débat public. La raison est simple : entre le potentiel théorique et l’industrialisation, il y a l’océan… et l’océan ne fait pas de cadeaux.
Un potentiel énorme mais difficile à capter en conditions réelles
Sur le papier, les chiffres donnent le vertige. La production mondiale théorique associée aux vagues est souvent estimée entre 2 000 et 8 000 TWh/an. À l’échelle européenne, on parle d’environ 150 TWh/an. Et en France métropolitaine, le potentiel est régulièrement évalué autour de 40 TWh/an, principalement sur la façade Atlantique.
Autre donnée qui attire les ingénieurs : le facteur de charge. Selon certaines projections, il pourrait atteindre 30% à 50% pour l’houlomoteur, ce qui est très compétitif sur le papier (à comparer à environ 25% pour l’éolien terrestre et plus de 40% pour l’éolien en mer). Le problème, c’est que ces chiffres restent encore à confirmer à grande échelle, parce que la filière n’a pas atteint la maturité industrielle.
Un environnement marin parmi les plus exigeants au monde
Ensuite, il y a la réalité matérielle. Une installation houlomotrice doit supporter des charges extrêmes lors des tempêtes. Même des structures imposantes ont connu des limites. Exemple marquant : le prototype Pelamis, ce “serpent de mer” testé au Royaume-Uni et au Portugal dans les années 2000, affichait une puissance de 750 kW, mesurait 180 mètres et pesait environ 1 350 tonnes. Malgré cette échelle, la technologie n’a pas réussi à s’imposer et l’entreprise a fait faillite en 2014.
Et même si ça ne casse pas, ça s’abîme. La corrosion liée au sel, le biofouling (dépôts biologiques), et les contraintes mécaniques répétées rendent la maintenance plus lourde qu’à terre. Chaque intervention implique des moyens maritimes, des fenêtres météo, des équipes spécialisées. Résultat : les coûts de fonctionnement montent vite.
Raccordement et maintenance : les “vrais” freins invisibles
On parle souvent de la machine. Mais le vrai casse-tête, c’est tout ce qu’il y a autour : ancrage, installation, accès, et surtout raccordement électrique. Plus on s’éloigne des côtes pour capter une houle plus puissante, plus il faut tirer des câbles sous-marins, sécuriser la connexion, gérer les pertes et prévoir des opérations de maintenance coûteuses.
C’est aussi pour ça que beaucoup d’acteurs cherchent désormais des approches plus pragmatiques, par exemple des systèmes à quai ou proches du littoral, plus accessibles et parfois rétractables en cas de forte houle.
Une électricité encore trop chère pour l’instant
Enfin, il y a le nerf de la guerre : le prix. À court terme, certaines estimations situent le coût de production de l’énergie houlomotrice autour de 200 à 250€/MWh pour les premières fermes commerciales proches du littoral (de l’ordre de 30 à 50 MW de puissance installée). C’est élevé par rapport au solaire et à l’éolien, qui ont déjà bénéficié de décennies d’industrialisation.
La filière doit donc réussir un double pari : améliorer la fiabilité et faire baisser les coûts grâce à la standardisation, à la production en série et à des chantiers maritimes mieux maîtrisés. Beaucoup d’analystes considèrent qu’il faudra descendre sous les 100€/MWh pour devenir réellement compétitif.
Malgré tout, la filière avance
Aujourd’hui, on compte plus de 50 projets à l’étude dans le monde. Et certains franchissent des étapes importantes.
Par exemple, un projet pré-commercial de 10 MW au Portugal, “VianaWave”, a obtenu une subvention de 40 millions d’euros via le Fonds européen pour l’innovation, avec une ambition nationale annoncée de 200 MW d’houlomoteur installé d’ici 2030. D’autres initiatives misent sur des usages portuaires : un projet à Los Angeles évoque un objectif à terme capable d’alimenter environ 60 000 foyers en équipant une longue jetée de flotteurs.
Autrement dit : la mer ne s’arrête jamais. Mais l’innovation non plus. Et si l’énergie houlomotrice reste peu visible de nos jours, c’est surtout parce qu’elle est encore en train de franchir le cap le plus dur : passer du prototype “qui marche” à la filière “qui dure”.
FAQ sur l’énergie houlomotrice
L’énergie houlomotrice, c’est pareil que marémotrice / hydrolien ?
Non. L’énergie houlomotrice (ou énergie de la houle) exploite le mouvement des vagues créé par le vent à la surface de la mer pour produire de l’électricité. Elle capte l’énergie cinétique des oscillations de la houle.
À l’inverse, l’énergie marémotrice utilise la différence de niveau entre la marée haute et basse ou les courants de marée pour générer de l’électricité, basée sur la force gravitationnelle de la Lune et du Soleil.
L’hydrolien, souvent associé à l’énergie marémotrice, repose sur des turbines sous-marines tournant avec les courants marins, plutôt que sur les vagues.
Ces 3 formes font partie des énergies marines renouvelables, mais elles exploitent des phénomènes physiques différents.
Est-ce que ça marche quand il n’y a pas de vent ?
Lorsqu’elles sont formées par des vents lointains, les houles traversent l’océan en conservant leur énergie. Elles peuvent parcourir des centaines de kilomètres avant de toucher une côte, sans que le vent soit nécessaire sur place. Ainsi, même par temps calme, les dispositifs houlomoteurs captent cette énergie cinétique persistante.
Donc, même si le ciel est calme, l’océan continue de transporter de l’énergie exploitable. L’énergie houlomotrice capte ces oscillations résiduelles de vague, ce qui la rend fiable et régulière, quelque soit le temps.
Quels impacts sur la biodiversité marine ?
L’énergie houlomotrice est considérée comme une énergie renouvelable propre, sans émissions directes de gaz à effet de serre. Mais comme toute installation en mer, elle soulève des questions environnementales qu’il faut anticiper.
Effets positifs :
- Les structures immergées peuvent devenir des habitats artificiels pour certaines espèces marines. Elles favorisent parfois la biodiversité locale en créant des zones de refuge, un peu comme les récifs artificiels.
Impacts potentiels à surveiller :
- Bruit sous-marin : lors de la construction ou du fonctionnement, il peut perturber poissons et mammifères marins ;
- Modification des courants et des sédiments : les dispositifs peuvent influencer la dynamique côtière et affecter les espèces intertidale ;
- Interactions avec la faune : risque de collision ou de perturbation des comportements migratoires pour certaines espèces ;
- Changement d’habitat : la présence de structures flottantes ou immergées peut modifier les écosystèmes locaux.
Des études environnementales sont menées pour évaluer et limiter ces effets. Les projets modernes intègrent des conceptions adaptées et des suivis rigoureux pour concilier production d’énergie et préservation de la biodiversité.
Peut-on équiper des digues/ports en France ?
Oui. Des projets innovants cherchent à transformer des digues ou des infrastructures portuaires en structures productrices d’énergie houlomotrice. Par exemple, certaines digues “à énergie positive” intègrent des volets oscillants activés par les vagues pour produire de l’électricité, tout en servant de protection côtière.
Cette approche permet d’optimiser des ouvrages déjà existants, de faciliter l’accès pour la maintenance et de réduire certains coûts d’installation. Elle offre aussi l’avantage de limiter les impacts sur la navigation et les activités portuaires, tout en apportant une source d’énergie renouvelable locale.
En France, plusieurs zones littorales y réfléchissent, notamment sur des façades très exposées à la houle comme l’Atlantique, où le potentiel houlomoteur est très important.
