« Une centrale qui tourne avec de l’eau salée » : cette découverte pourrait changer l’avenir de l’énergie

Le Japon a récemment inauguré sa première centrale électrique osmotique à Fukuoka, devenant ainsi le deuxième pays au monde à exploiter cette technologie à grande échelle après le Danemark. L’installation, mise en service le 5 août 2025, vise à produire 880 000 kilowattheures par an. Cette énergie est destinée à alimenter une installation de dessalement pour Fukuoka et ses environs. L’intérêt croissant pour l’énergie osmotique réside dans sa capacité à générer de l’électricité de manière continue sans émettre de dioxyde de carbone, indépendamment des conditions météorologiques ou de l’heure de la journée.

Fonctionnement de la centrale de Fukuoka

Les centrales osmotiques exploitent le principe de l’osmose, où l’eau se déplace d’une solution moins concentrée vers une solution plus concentrée à travers une membrane semi-perméable. À Fukuoka, l’électricité provient du gradient de salinité entre deux flux d’eau de part et d’autre de cette membrane. D’un côté se trouve de l’eau de mer concentrée, obtenue après extraction de l’eau douce, et de l’autre, de l’eau traitée provenant d’une station d’épuration.

La membrane permet à l’eau de passer tout en bloquant les impuretés. Lorsque l’eau migre naturellement vers le côté plus salé, la pression augmente et est utilisée pour entraîner une turbine, générant ainsi de l’électricité. Cette méthode présente l’avantage d’éviter les intermittences inhérentes aux énergies solaire et éolienne, tout en ne produisant pas de dioxyde de carbone au point de génération.

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Contexte mondial et défis actuels

Le site de Fukuoka suit la première centrale au Danemark, mise en service en 2023, après des démonstrations à échelle pilote en Norvège et en Corée du Sud. Des groupes de recherche ont également construit des prototypes à Sydney, en Espagne et au Qatar. Bien que l’idée soit simple, le passage à une échelle commerciale s’est révélé difficile.

Selon la professeure Sandra Kentish, bien que de l’énergie soit libérée lors du mélange de l’eau salée et de l’eau douce, une grande partie est perdue lors du pompage des deux flux dans la centrale et à cause des pertes par friction à travers les membranes. Cela signifie que l’énergie nette récupérable est faible. De plus, l’utilisation par la centrale japonaise d’eau de mer concentrée, sous-produit d’une installation de dessalement, augmente la différence de concentration en sel et donc l’énergie disponible.

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Du concept à la mise en œuvre : une avancée historique

Le concept d’énergie osmotique, ou énergie « bleue », est en développement depuis des décennies. En 1954, R.E. Pattle a théorisé la possibilité de capter l’énergie issue du mélange des eaux douces et salées. Dans les années 1970, le professeur Sidney Loeb, co-inventeur de la dessalination par osmose inverse, a développé le cadre de l’osmose à pression retardée (PRO) après avoir observé le mélange naturel du Jourdain et de la mer Morte.

Un des principaux obstacles a été le coût et l’efficacité des membranes. De grandes surfaces et de hautes pressions sont nécessaires, et les pertes liées à la pression et à la friction réduisent les gains nets. Des avancées récentes visent à surmonter ces contraintes. Par exemple, les membranes à fibres creuses développées par Toyobo permettent le passage des molécules d’eau tout en rejetant les sels et impuretés, améliorant ainsi l’efficacité globale.

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Le futur de l’énergie osmotique

En parallèle des développements techniques, des approches innovantes comme la diffusion ionique nano-osmotique (INOD) de la startup française Sweetch Energy utilisent des matières premières biosourcées et des principes de diffusion nano-osmotique pour améliorer la sélectivité ionique et réduire les pertes. Ces innovations promettent de rendre la capture de l’énergie bleue plus évolutive.

Ces progrès pourraient ouvrir la voie à une adoption plus large de l’énergie osmotique dans le monde entier. L’impact potentiel sur la réduction des émissions de carbone et la transition énergétique mondiale est significatif. Cette technologie pourrait-elle vraiment transformer notre approche de l’énergie renouvelable en offrant une source continue et propre d’électricité ?