L’usine marémotrice de la Rance est une centrale électrique tirant son énergie de la force de la marée. Elle se trouve à l’estuaire de la Rance, en France. C’est la première usine marémotrice au monde.
Un premier chantier d’usine marémotrice commence à l’Aber-Wrac'h (Finistère) en 1925, mais est abandonné en 1930 faute de financement. Les plans de cette usine serviront d’ébauche pour ceux de la suivante. L’utilisation de l’énergie des marées n’est cependant pas nouvelle, puisque de longue date des moulins à marée ont existé en des lieux touchés par la marée, et en particulier le long de la Rance.
L’idée de construire une usine marémotrice sur la Rance revient à Georges Boisnier, en 1921. Les premières études visant à la conception d’une usine marémotrice sur la Rance remontent à 1943, par la Société d’étude pour l’utilisation des marées (SEUM). Cependant, les premiers travaux ne commencent qu’en 1961. Louis Arretche, architecte de la reconstruction de Saint-Malo, en est l’architecte-conseil.
Les deux premières années, les travaux visent à créer une zone sèche où l’usine pourra être construite. Pour cela, deux barrages sont créés de part et d’autre du site actuel de l’usine. La construction de l’usine proprement dite peut alors débuter le 20 juillet 1963, lorsque la Rance est entièrement coupée par les deux barrages.
Les travaux durent trois ans et s’achèvent en 1966. Charles de Gaulle, alors Président de la République, inaugure l’usine le 26 novembre de la même année. L’inauguration de la route franchissant l’usine a lieu le 1er juillet 1967 et le raccordement au réseau EDF, le 4 décembre 1967.
Le barrage s’étend sur 750 mètres, entre la pointe de la Brebis à l’Ouest et la pointe de la Briantais à l’Est, au Sud de Dinard et Saint-Malo, à l’embouchure du fleuve côtier de la Rance.
Au total, l’usine a coûté à l’époque 620 millions de francs (ce qui correspond à environ 740 millions d’euros de 2007).
Le barrage de l’usine mesure quant à lui 332,5 mètres.
L’électricité est produite par 24 groupes bulbes (turbines).
Elle constitue en 2005 un peu moins de 60 % de la production électrique de la Bretagne, qui ne produit que 5 % de l’électricité qu’elle consomme, le reste est importé des régions voisines, principalement d’origine nucléaire.
Le marégraphe de Saint-Suliac, situé devant la pointe de Grainfolet, donne les hauteurs d’eau pour l’ensemble de l’estuaire de la Rance, en amont du barrage.
Chaque groupe bulbe comprend une turbine et un alternateur de 10 000 kW.
Ces turbines utilisent à la fois la force des marées et celle du courant de la rivière. Elles tournent donc dans les deux sens. Elles peuvent fonctionner en turbinage (le mouvement créé par le courant est transformé en électricité) ou en pompage (la turbine est alimentée par le réseau afin de compléter le remplissage du bassin à marée montante).
Orientables, les pales des turbines peuvent ainsi fonctionner à marée montante et descendante.
L’usine marémotrice est la principale source d'électricité de la Bretagne et contribue ainsi à réduire le déficit énergétique de cette région. Le facteur de disponibilité de l’installation est d’environ 25 % (production de 500 GWh/an pour une puissance installée de 240 MW), taux qui est lié à la périodicité et à l’amplitude des marées. Le coût de production d’électricité est évalué à 12 cents d’euros du kWh.
L’endroit où l’usine est construite doit avoir un marnage (différence entre marée haute et marée basse) important, environ 10 à 15 m avec un minimum de 5 m pour que cela soit économiquement viable. Il doit y avoir une baie pouvant contenir beaucoup d’eau à marée haute, l’installation ne doit pas modifier la résonance des marées (oscillation régulière des niveaux d’eau de la vitesse et de la direction des courants marins).
Transformant l’écosystème de la Rance, le barrage est responsable de son envasement progressif. Le lançon et la plie ont disparu, mais le bar et la "morgate" ou "margate" (seiche) remontent de nouveau le fleuve. En fait la faune s’est totalement transformée puisque les espèces plus petites et plus rapides constituent la majeure partie de la faune, leur vivacité permet de passer à travers les hélices du barrage, chose impossible pour les espèces « nobles » plus lentes.
Malgré cela, un veau marin a réussi à traverser le barrage, par l’écluse ou les groupes bulbes, et réside depuis 2001 dans le secteur de Mordreuc, malgré les multiples tentatives des vétérinaires d’Océanopolis de le réintroduire dans son environnement d’origine. Il a été rejoint en 2006 par un petit marsouin qui lui a élu domicile du côté de Jouvente.
On note également la présence d'espèces de poissons telles que dorades (grises et royales), mulets (lippus et dorés), raies (bouclées et fleuries), lieus jaunes, vieilles et même depuis quelques années de petits sars.
L’estuaire est soumis à des mouvements de marée dont les horaires dépendent de la stratégie d’exploitation d’EDF.
Autrefois, avant la construction du barrage (1963-1966), la dénivellation entre pleine mer et basse mer au port Saint-Jean atteignait 13,98 m (La hauteur de la pleine mer pouvait atteindre 0,25 m de plus qu’à Saint-Malo, mais elle accusait un retard de douze minutes sur celle enregistrée à Saint-Malo, à la tour Solidor). L’étale ne durait pas plus de 4 à 5 minutes. Le retard de la basse mer par rapport à la tour Solidor était très important et proportionnel au coefficient de la marée. Il était dû à l’écoulement des eaux de nombreuses baies, du cours naturel de la rivière, et de la réserve constituée en amont du barrage du Châtelier. La basse mer n’avait pas d'étale.
Désormais, le barrage, usine marémotrice de la Rance, marne la mer avec une dénivellation entre pleine mer et basse mer qui atteint 7,50 m. Son amplitude va de 12 m maximum en pleine-mer à 4,5 m minimum en basse-mer. Les étales de pleine-mer et de basse-mer durent une heure environ. Cela a profondément modifié l’écosystème, les fonds marins, les marnages et les courants de l’estuaire de la Rance.
L’association COEUR (comité opérationnel des élus et des usagers de la Rance) a décidé EDF à faire un test exceptionnel de pleine-mer à 12,52 m, le vendredi 31 août 2007, entre 11 h 30 et midi, pour étudier son action sur l’environnement du haut des plages de l'estuaire de la Rance].
L’énergie fournie par une énergie marémotrice n’est pas créée ex nihilo : l’usine s’opposant au mouvement des marées, elle transfère de ce fait un peu d’énergie cinétique de la rotation de la Terre par rapport au couple Terre-Lune, et ralentit donc de façon infinitésimale celle-ci. Pour des raisons d’invariance du moment cinétique, la Lune s'éloigne de façon infinitésimale aussi. Le magazine Pour la Science le rappelle : « L’origine de l'énergie des marées – terrestre comme océanique – est claire à présent : elle est prélevée sur l’énergie de rotation de la Terre autour d’elle-même » .
Il est estimé dans le même article que la Terre, laissée à elle-même, n’aurait achevé son mouvement de rotation sur elle-même que dans dix milliards d’années. Néanmoins, une baisse de quelques pour cents de la vitesse de rotation de la Terre sur le long terme aurait des implications météorologiques certaines en augmentant l’amplitude des cycles thermiques jour/nuit.
L’usine marémotrice de la Rance est un site touristique qui a attiré plus de 70 000 personnes en 2006. Une écluse dans la partie ouest du barrage permet le passage de 18 000 bateaux par an entre la Manche et la Rance.
Les fréquences d’éclusages pour les bateaux ont été restreintes en 2005 par le sous-préfet en faveur de la circulation automobile sur le barrage.
La route départementale 168 passe sur le barrage et permet aux véhicules de relier Dinard à Saint-Malo.
