note d`opportunité énergie des vagues saint philippe, pdf

Transcription

NOTE D’OPPORTUNITE SUR L’EXPLOITATION DE
LA
A HOULE ONSHORE A LA REUNION ET EN
PARTICULIER A SAINT-PHILIPPE
SAINT PHILIPPE
Filière : Energie de la Mer
Rédacteur : Gildas DELENCRE, stagiaire, [email protected]
Référent et relecture : Laurent GAUTRET,
GAUTRET directeur technique, [email protected]
Secrétariat : Line RIVIERE, [email protected]
Date : septembre 2010
Diffusion : site
te web ARER
Version n°1
www.island
ARER – EIE Espaces Informations et Conseils - www.arer.org - [email protected] – www.island-news.org
«Promouvoir la maîtrise
maîtrise de l’énergies et l’utilisation rationnelle des énergies renouvelables, et préserver les ressources
naturelles locale dans une perspective de développement durable et d’adaptation aux changements climatiques »
Prenez contact avec notre équipe – Tél. 02 62
62 257 257
ARER - Agence Régionale Energie Réunion - Association loi 1901 à but non lucratif –Organisme de formation agréé
Siège social : 40 avenue de Soweto * BP 226 * 97456 St-Pierre Cedex
Tel : 0262 38 39 38 * Fax : 0262 96 86 91 * n° siret : 43928091800020
Membres de Droits 2010 de l’ARER
Membres
Membres associés
associés 2010
ARS-OI,
OI, BSO, Chambre des métiers et de l’artisanat (CMA), Conservatoire botanique des Mascarins, Energy Ocean Indien,
EPSMR, Mairie de Cilaos, Mairie de L’Etang Salé, Mairie de Mamoudzou,
Mamoudzou Mairie de Sainte-Marie,
Marie, Mairie de Petite-Ile,
Petite
Mairie de La
Possession, Mairie de Saint-Philippe,
Philippe, Mairie de Trois Bassins SEMAC, SIDELEC, Syndicat des Fabricants de Sucre de La Réunion.
Partenaires
Partenaires associés
associés aux travaux ARER sur la filière ENERGIE MER REUNION
REUNION ET OCEAN INDIEN
1 / 42
Note d’opportunité sur l’énergie de la houle onshore à Saint-Philippe
Cette étude est dédiée à Marion CORRE LABAT sans qui ce travail n’aurait
pu se faire. Elle m’avait choisi comme stagiaire pour l’épauler dans
l’élaboration de cette note.
Elle avait pour habitude de s’investir pleinement dans les différents
projets d’énergie marine sur lesquels elle travaillait.
Marion s’en est allée bien trop jeune le 26 avril 2010.
2 / 42
REMERCIEMENTS
Nous tenons à remercier de nombreuses personnes et organismes pour le
soutien technique qu’ils ont su apporter à l’ARER lors de la rédaction de cette note
d’opportunités sur l’exploitation de l’énergie des vagues à Saint-Philippe. Ces
remerciements s’adressent :
Tout d’abord aux partenaires de l’ARER sur la filière ENERGIE MER : la Région
Réunion, EDF Energies Nouvelles et DCNS.
A M. Philippe SAUSSOL, EGIS-EAU, pour son soutien et la transmission de
précieuses données concernant la cale de halage d’une part et océanographiques
d’autre part.
A M. Patrick MIGNEAUX, DGST de Saint-Philippe, pour nous avoir permis
d’exploiter ces données et pour les informations fournies sur les aspects d’urbanisme
de Saint-Philippe.
Au CETMEF, pour la mise à disposition des données de houle issues de la base
de données CANDHIS.
A la Région Réunion pour son soutien à l’ARER, pour le développement et la
veille technologique sur la filière « énergies de la mer ».
A l’ensemble des personnes que nous oublions, internes ou externes à l’ARER,
qui directement ou indirectement ont apporté des connaissances techniques pour la
réalisation de cette note.
3 / 42
ABSTRACT
En raison des conditions difficiles auxquelles sont soumis les pêcheurs lors de
la mise à l’eau de leurs embarcations, la commune de Saint-Philippe a décidé de
réaménager le site en y implantant une nouvelle cale de halage et un bassin
d’apaisement protégé par une digue. La situation est donc tout à fait propice au
développement d’une technologie placée sur la digue qui récupérerait l’énergie des
vagues. D’autant plus que les vagues à cet endroit sont parmi celles des plus grosses
de l’île.
Une réelle opportunité s’offre donc aux industriels puisque le projet de SaintPhilippe peut faire figure de projet pilote car d’autres projets de ce type sont prévus
sur l’île. Notamment l’imposant projet de la route du littoral avec plus de 6 km de
digue.
Cette note constitue donc une étude de préfaisabilité, estimant le potentiel
énergétique en présence, examinant les différentes technologies susceptibles d’être
installées sur une digue et analysant les différents enjeux.
Because of hard conditions which occur in the marina of Saint-Philippe, the
fishermen have many problems to put their boat in sea, that’s why the town council
decided to create a new hold with a calm pool protected by a breakwater. So this is an
ideal situation to test and develop a wave energy converter which could be placed on
this breakwater. All the more so the wave climate at this place is one of the greatest
of the island.
Therefore, it’s a real opportunity for the industrials owing to the Saint-Philippe
project could be taken like a pilot project because other projects such this one are
planed on the island. In particular, the great project of the coastal road with more than
6 km of breakwater.
So this document is a prefeasibility study, in estimating the energy potential, in
checking the different technologies which could be installed on a breakwater and,
finally, in analysing the different stakes.
4 / 42
TABLE DES MATIÈRES
Remerciements ................................................................
................................................................................................
...........................................................................
........................................... 3
Abstract ................................................................
................................................................................................
.......................................................................................
....................................................... 4
Table des matières ................................................................
................................................................................................
......................................................................
...................................... 5
Table des figures ................................................................
................................................................................................
.........................................................................
......................................... 7
Glossaire ................................................................
................................................................................................
.....................................................................................
..................................................... 8
I - Introduction................................................................
................................................................................................
.............................................................................
............................................. 9
II - Les projets ENERGIES DE LA MER à La Réunion .................................................
................................................. 10
II - 1 Contexte énergétique de l’île ............................................................................ 10
II - 2 SREMER ............................................................................................................. 10
II - 3 Projets en cours ................................................................................................ 11
III - Présentation théorique des vagues ................................................................
.....................................................................
..................................... 13
III - 1 Représentation ................................................................................................. 13
III-1.1 Analyse vague par vague ..........................................................................................14
III-1.2 Analyse spectrale .....................................................................................................15
III - 2 Génération et propagation ............................................................................... 17
III - 3 Réfraction / Diffraction ..................................................................................... 18
III-3.1 Réfraction .................................................................................................................18
III-3.2 Diffraction.................................................................................................................19
III - 4 Estimation de la ressource en énergie ............................................................ 20
IV - Projet de cale de halage à SaintSaint-Philippe............................................................
............................................................ 22
IV - 1 Aménagement du site ...................................................................................... 22
IV - 2 Autres projets d’infrastructures portuaires à La Réunion .............................. 24
V - Analyse de la ressource ................................................................
.......................................................................................
....................................................... 26
V - 1 Données de houle .............................................................................................. 26
V-1.1 Données CANDHIS de Vincendo ................................................................................26
V-1.2 Directions de la houle ...............................................................................................28
V-1.3 Houles cycloniques ...................................................................................................29
V - 2 Autres données océanographiques................................................................... 29
V-2.1 Les niveaux de mer ...................................................................................................29
V-.2.1.a) Marée ............................................................................................................... 29
V-.2.1.b) Surcote météo-océanique ................................................................................ 30
V-2.2 Bathymétrie ...............................................................................................................30
V - 3 Ressources des autres sites réunionnais ......................................................... 30
VI - Veille technologique ................................................................
............................................................................................
............................................................ 32
VI - 1 Technologie LIMPET ......................................................................................... 32
VI - 2 Technologie SDE ............................................................................................... 33
VI - 3 Technologie SSG ............................................................................................... 34
VI - 4 Synthèse et coûts ............................................................................................. 36
VI-4.1 Synthèse des technologies .......................................................................................36
VI-4.2 Coût de l’énergie de la houle onshore .....................................................................37
5 / 42
VII - Impacts mis en jeux ................................................................
...........................................................................................
........................................................... 38
VII - 1 Les documents d’urbanisme ........................................................................... 38
VII-1.1 Schéma d’Aménagement Régional (SAR) ...............................................................38
VII-1.2 Schéma de Cohérence Territoriale (SCOT sud) ......................................................39
VII-1.3 Eléments d’urbanisme de Saint-Philippe ...............................................................40
VII - 2 Impacts sur le milieu physique, naturel et humain ........................................ 40
VIII - Conclusions................................................................
................................................................................................
.......................................................................
....................................... 41
Bibliographie ................................................................
................................................................................................
.............................................................................
............................................. 42
6 / 42
TABLE DES FIGURES
Figure 1 – Situation géographique de Saint-Philippe ...................................................... 9
Figure 2 – Mix énergétique électrique 2025 – 2030 à partir du scénario STARTER ..... 10
Figure 3 – Carte des sites potentiels pour l’exploitation des Energies Marines à la
Réunion ........................................................................................................................... 11
Figure 4 – Carte des projets ERM en cours à la Réunion .............................................. 12
Figure 5 – Paramètres caractérisant les vagues........................................................... 13
Figure 6 – Principe de l’analyse vague par vague.......................................................... 14
Figure 7 – Loi de Rayleigh pour un état de mer donné .................................................. 15
Figure 8 – Principe de l’analyse spectrale ..................................................................... 16
Figure 9 – Exemple de spectre directionnel de vague ................................................... 16
Figure 10 – Génération et propagation des vagues ....................................................... 17
Figure 11 – Phénomène de réfraction............................................................................ 18
Figure 12 – Réfraction des vagues ................................................................................. 19
Figure 13 – Phénomène de diffraction ........................................................................... 19
Figure 14 – Exemple de matrice de probabilités des états de mer à l’île d’Yeu ........... 20
Figure 15 – Carte du potentiel énergétique mondial ..................................................... 21
Figure 16 – Cale de mise à l’eau actuelle ...................................................................... 22
Figure 18 – Vue 3D de l’aménagement du site .............................................................. 23
Figure 19 – Photomontage de l’aménagement du site .................................................. 23
Figure 17 – Plan masse du projet .................................................................................. 23
Figure 20 – Route du littoral actuelle ............................................................................ 24
Figure 21 – Route du littoral envisagée ......................................................................... 24
Figure 22 – Images de synthèse du projet de la route du littoral.................................. 25
Figure 24 – Situation géographique du houlographe de Vincendo ................................ 26
Figure 25 – Vue globale des couples (,) des mesures à Vincendo ........................ 26
Figure 23 – Bouée houlographe ..................................................................................... 26
Figure 26 – Probabilités des états de mer à Vincendo .................................................. 27
Figure 27 – Histogramme des puissances de houle sur une année ............................. 28
Figure 28 – Directions moyennes de la houle sur 10 ans .............................................. 28
Figure 29 – Marégramme de Saint-Pierre du 15/03/2010 au 5/04/2010....................... 29
Figure 30 – Bathymétrie de la zone devant Saint-Philippe ........................................... 30
Figure 31 – Potentiel de houle sur différents sites réunionnais ................................... 31
Figure 32 – Technologie LIMPET .................................................................................... 32
Figure 33 – Projet LIMPET à Mutriku ............................................................................. 33
Figure 34 – Projet LIMPET Siadar .................................................................................. 33
Figure 35 – Technologie SDE.......................................................................................... 34
Figure 36 – Technologie SSG .......................................................................................... 35
Figure 37 – Technologie SSG intégrée dans une digue ................................................ 35
Figure 38 – SAR de Saint-Philippe ................................................................................. 39
Figure 39 – Possible zone constructible de Saint-Philippe ........................................... 40
7 / 42
GLOSSAIRE
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
ARER : Agence Régionale de l’E
Energie Réunion
BCEOM : Bureau Central d’E
Etudes pour les Equipements d’O
Outre-M
Mer (EGIS)
CANDHIS : Centre d’A
Archivage National de Données de Houle In Situ
CETMEF : Centre d’E
Etudes Techniques Maritimes Et Fluviales
DGST : Direction Générale de la Surveillance du Territoire
ERM : Energie Renouvelable Marine
LIMPET : Land Installed Marine Powered Energy Transformer
MST : Multi Stage Turbine
OWC : Oscillating Water Column
PADD : Plan d’A
Aménagement et de Développement Durable
PLU : Plan Local d’U
Urbanisme
PRERURE : Plan Régional des Energies Renouvelables et de l’U
Utilisation
Rationnelle de l’E
Energie
SAR : Schéma d’A
Aménagement Régional
SCOT : Schéma de COhérence
Territoriale
CO
SHOM : Service Hydrographique et Océanographique de la Marine
SMVM : Schéma de Mise en Valeur de la Mer
SREMER : Schéma Régional des Energies de la MEr de la Réunion
SSG : Seawave Slot-cone Generator
STARTER : STratégie
d’A
Autosuffisance pour la Relance et la Transition
ST
Energétique Réunionnaise
VEM : Vive-E
Eau Moyenne
WEC : Wave Energy Converter
8 / 42
I - INTRODUCTION
Située sur la côte sud qualifiée de « sauvage » de La Réunion, la commune de
Saint-Philippe souhaite réaménager sa cale de halage actuellement en prise à de
fortes vagues et, de ce fait, très difficile d’accès pour les dizaines de pêcheurs en
activité.
Figure 1 – Situation géographique de Saint-Philippe
En effet, la cale de mise à l’eau actuelle ne permet pas aux pêcheurs de sortir
en mer lors des fortes houles ; c'est-à-dire la majeure partie de l’année. La mairie de
Saint-Philippe a donc sollicité le bureau d’étude BCEOM afin de réaménager le site.
Le projet est de construire une nouvelle cale de halage et un bassin d’apaisement
devant celle-ci pour permettre un usage quelque soit l’état de mer. Il est donc prévu
de construire une digue de protection pour sécuriser le bassin des vagues.
C’est donc sur cette digue de protection qu’il serait opportun de placer un
système WEC (Wave Energy Converter) afin de convertir la puissante énergie des
vagues en électricité. Cette configuration est idéale pour développer un projet pilote
d’autant plus que les technologies dans ce domaine de WEC onshore sont un peu en
retard par rapport à leurs semblables nearshore ou offshore.
De plus, les industriels du domaine devraient être très intéressés car d’autres
projets de digue sont prévus à La Réunion, notamment le projet de route du littoral,
d’une longueur de 11 km, qui sera principalement constitué de digues et viaducs en
mer. A noter que ce projet constitue une des priorités du conseil régional.
Ce document a donc pour but de mener une étude préfaisabilité en estimant le
potentiel en présence via un traitement des données existantes et, d’autre part,
d’examiner les différentes technologies qui pourraient convenir à la configuration du
projet.
9 / 42
II - LES PROJETS ENERGIES DE LA MER A LA REUNION
II - 1 Contexte énergétique de l’île
Cette étude s’inscrit pleinement dans le contexte énergétique et la volonté
politique de la région Réunion de développer les énergies renouvelables et en
particulier les énergies marines. Un scénario de Stratégie d’Autosuffisance pour la
Relance et la Transition Energétique Réunionnaise (STARTER1), définit les scénarios
prospectifs et l’objectif de mix énergétique pour la Réunion aux horizons 2025-2030
(Figure 2).
Figure 2 – Mix énergétique électrique 2025 – 2030 à partir du scénario STARTER
Source : ARER.
II - 2 SREMER
Pour atteindre l’autosuffisance énergétique par ce mix 100% énergies
renouvelables, 0 émission de CO2, le développement et l’exploitation des énergies
marines est indispensable. Afin de permettre le développement des énergies marines
renouvelables, le Schéma Régional des Energies de la Mer (SREMER) (cf R5) a été
réalisé pour que ce document soit annexé au SAR (Schéma d’Aménagement
Régional). En 2009, la Région a ainsi fait appel à l’ARER pour que celle-ci réalise le
SREMER afin de déterminer les sites potentiels ERM (sans que la liste ne soit
exhaustive) autour de l’île (Figure 3).
1
Plan énergie 100% énergie renouvelable adopté par la Région en août 2009.
10 / 42
Figure 3 – Carte des sites potentiels pour l’exploitation des Energies Marines à la Réunion
Source : ARER.
Dans ce cadre et en appui au PRERURE, l’ARER soutient des projets de
développement d’énergies marines et participe à des études de potentiel ou études
prospectives de la ressource marine tout autour de l’île.
II - 3 Projets en cours
Plusieurs projets sont donc en cours à la Réunion, la Figure 4 permet ainsi de
les visualiser. Ils sont tous à des stades d’avancement divers mais certains de ces
projets verront d’ores et déjà leur première phase se réaliser dès 2011. Ce sera le cas
pour l’ETM puisque doit être mis en place le prototype à terre (PAT) à l’IUT de SaintPierre ; mais également pour le projet houlomoteur CETO qui verra naître son
premier prototype immergé au large de Saint-Pierre. D’autre part, 4 ou 5 PELAMIS
devraient également être installés dans les deux ans à venir. Quant au SWAC (ou
climatisation sous-marine), un appel d’offre a d’ores et déjà été lancé par la ville de
Saint-Denis.
11 / 42
Figure 4 – Carte des projets ERM en cours à la Réunion
C’est donc dans ce contexte que l’implantation d’une structure récupérant
l’énergie des vagues est envisagée à Saint-Philippe.
12 / 42
Saint
III - PRESENTATION THEORIQUE
THEORIQU DES VAGUES
III - 1 Représentation
Les vagues sont des ondes générées par le vent et entretenues par la
pesanteur, elles font donc partie de la classe des ondes de gravité
gravité au même titre que
la marée ou les tsunamis. Pour rappel, une onde correspond à un phénomène de
propagation d’une perturbation dans un milieu matériel qui n’engendre pas de
« mouvement global » du milieu.
Figure 5 – Paramètres caractérisant les vagues
Le mouvement dépend essentiellement de trois paramètres :
• la hauteur des vagues H
• la période des vagues T
• la profondeur de la mer D
De ces grandeurs découle une autre grandeur
g
importante, λ la longueur d’onde,
distance entre deux crêtes consécutives. λ est reliée à la période T et la profondeur
D par la relation de dispersion des vagues
g
2π
 2π   2π 
tanh D
= 
λ
 λ  T 
2
avec g la constante de gravitation (9.81 m/s²).
Les vagues que l’on peut voire en mer sont très irrégulières en raison de leur
caractère aléatoire. La notion de statistique est donc indispensable si l’on veut décrire
déc
ce phénomène, plusieurs méthodes existent mais les plus utilisées sont l’analyse
vague par vague, qui décrit les propriétés individuelles des vagues, et l’analyse
spectrale, qui décrit la forme de la surface comme une superposition de composantes
de forme
orme simple (vagues linéaires) avec des amplitudes variant lentement en temps.
13 / 42
IIIIII-1.1 Analyse vague par vague
On s’intéresse donc aux statistiques de vagues individuelles, définies par
l’intervalle de temps entre deux instants successifs où la surface traverse le niveau
moyen en montant (« zero up-crossing »). Pour chacune de ces vagues on peut définir
une période T , une hauteur H (longueur crête à creux), etc.
Figure 6 – Principe de l’analyse vague par vague
Exemple de déplacement mesuré par une bouée houlographe, qui suit le mouvement de la surface, au
large de Crozon en 2004. Source : SHOM.
On constate sur la Figure 6 qu’il y a des petites et des grandes vagues, des courtes et
des longues périodes ce qui dénote bien le caractère aléatoire et irrégulier du
phénomène.
On trouve alors des lois statistiques pour les distributions des hauteurs,
comme la probabilité p (H ) qu’une vague ait une hauteur comprise entre H et
H + dH . Ainsi, les hauteurs successives des vagues (qui sont toujours positives)
suivent une loi de Rayleigh (Figure 7). En pratique, on observe un peu plus de grandes
vagues que ce que donne cette loi, c’est la preuve que les vagues sont faiblement non
linéaires.
14 / 42
Figure 7 – Loi de Rayleigh pour un état de mer donné
Sur la Figure 7, l’aire en rouge correspond au 1/3 des vagues les plus hautes dont la
moyenne H1 / 3 est la hauteur significative aussi notée H S .
IIIIII-1.2 Analyse spectrale
L’autre moyen de représenter la nature aléatoire des vagues est l’analyse
spectrale. Son succès doit beaucoup au développement de l’informatique et
l’élaboration du très commode algorithme de transformée de Fourrier (FFT).
Comme pour la lumière et le son, la décomposition des vagues se traduit sous
forme d’un spectre suivant différentes fréquences. La différence réside dans le fait
qu’il est difficile de concevoir le spectre des vagues par rapport à la lumière où les
différentes fréquences représentent différentes couleurs; de même pour le son où les
différentes fréquences correspondent à la hauteur (grave ou aigüe).
Il y a plusieurs manières de représenter le spectre des vagues, une des plus
employées utilise la décomposition en fréquences = . Ainsi, à partir d’une série de
mesures de hauteur d’eau au cours du temps en un même point (bouée houlographe),
on en déduit le spectre correspondant à l’aide d’une transformée de Fourrier comme
l’illustre la figure suivante.
15 / 42
Figure 8 – Principe de l’analyse spectrale
C’est de cette manière que l’on détermine la période du pic , autre paramètre
important (avec / ) caractérisant un état de mer (un état de mer est considéré
constant sur une moyenne d’au moins 3 heures). On note que, malgré l’irrégularité
des vagues, le spectre est, quant à lui, relativement régulier, il varie assez lentement
en quelques heures.
On peut rajouter un aspect directionnel et ainsi obtenir un spectre directionnel
des vagues (Figure 9), ceci correspond donc à une répartition de l’énergie sur un
ensemble de fréquence et direction.
Figure 9 – Exemple de spectre directionnel de vague
Source : SHOM
Sur le diagramme, la direction des zones de couleur figure la direction d’où vient la
houle tandis que la distance au centre représente la fréquence. La couleur donne la
densité d’énergie dans cette partie du spectre, on parle de densité spectrale.
16 / 42
III - 2 Génération et propagation
On peut distinguer quatre étapes fondamentales dans la génération et la
propagation des vagues, comme l’illustre la figure ci-dessous.
Figure 10 – Génération et propagation des vagues
La première phase est la génération par le
le vent.
vent C’est cette étape qui va
déterminer les caractéristiques de la houle qui va en découler. Ainsi, un état de mer
est caractérisé par le fetch (la surface sur laquelle le vent
souffle), la vitesse du vent et la période pendant laquelle il
souffle. En pratique, les vagues générées par le vent ne sont
pas uniformes, elles peuvent avoir des longueurs d’onde très
différentes dans toutes les directions de part et d’autre de la
direction du vent, c’est ce qui donne son aspect désordonné à
la mer du vent.
La deuxième phase est la phase de propagation,
propagation c’est à ce moment que l’on
parle de houle. La houle se propage librement, c'est-à-dire que s’il n’y a pas de
courant et si la profondeur est assez grande (environ 300 mètres et plus), il n’y a pas
d’éléments perturbateurs sur la propagation. Ainsi, les différents trains d’onde sortis
de la mer du vent se propagent en ligne droite quasiment indépendamment les uns
des autres selon leur période et leur direction. La célérité est ainsi exprimée
c= g k
où g représente la constante de gravité (9.8 m/s²)
et k le nombre d’onde k =
2π
λ
(m-1), λ la longueur d’onde (m).
En réalité, de nombreux courants viennent altérer la propagation de la houle et
notamment au large de l’Afrique du Sud où le courant est souvent opposé à la
propagation des vagues ce qui donne naissance à des vagues monstrueuses parfois
scélérates. On parle de vague scélérate si sa hauteur H est telle que H > 2.1H S , c’est
une hauteur assez peu fréquente, 1 vague sur 5700 en moyenne.
Vient ensuite la phase de transformation par effet de fond (en eaux peu
profondes), c'est-à-dire qu’aux abords des côtes la houle est modifiée par la présence
17 / 42
du fond et les frottements sur celui-ci. La célérité de l’onde diminue donc avec la
profondeur
c = gD
où g représente la constante de gravité (9.8 m/s²)
et D la profondeur (m),
ce qui donne lieu à des phénomènes de réfraction que l’on détaillera ultérieurement.
Les vagues peuvent aussi se diffracter et se réfléchir tout comme les autres ondes et
notamment les ondes optiques.
Enfin, le déferlement à la côte ou sur les hauts fonds constitue la disparition de
la vague en une dissipation totale de l’énergie dès que la profondeur est inférieure à
deux fois la hauteur de la vague D < 2H .
III - 3 Réfraction / Diffraction
IIIIII-3.1 Réfraction
Comme pour la lumière, la houle est déviée par les variations de vitesse dans
l’espace. C’est un phénomène de réfraction découvert par Snel et Descartes en
optique.
Figure 11 – Phénomène de réfraction
En l’absence de courant, cet effet est perceptible dès que la profondeur est inférieure
à la moitié de la longueur d’onde environ. La vitesse décroit alors avec la profondeur
puisque = , la loi de Snel-Descartes s’applique alors
sin sin =
C’est à cause de ce phénomène que les vagues arrivent toujours
perpendiculairement à la côte. Ainsi, un haut-fond agit comme une lentille
convergente et un trou comme une lentille divergente. C’est ainsi que les vagues
convergent sur les caps, augmentant en hauteur.
18 / 42
Figure 12 – Réfraction des vagues
Source : O. Thual, ENSEEIHT.
A noter tout de même qu’en présence de courant, ce dernier peut également
être la cause d’un phénomène de réfraction.
IIIIII-3.2 Diffraction
Lorsqu’une houle se propage dans un milieu en présence d’obstacles tels
qu’une digue ou une falaise, les ondes « tournent » en raison d’un phénomène de
diffraction. Ce phénomène est bien connu en optique et il s’applique de la même
manière à la propagation de la houle. La Figure 13 illustre bien ce phénomène.
Figure 13 – Phénomène de diffraction
19 / 42
III - 4 Estimation de la ressource en énergie
Afin d’estimer le potentiel énergétique d’un site, il faut savoir estimer la
puissance des vagues (en kW par mètre de front de vague). Dans le cas idéal de
vagues régulières, la théorie d’Airy nous dit que la puissance s’exprime telle que
= où est la vitesse de groupe, = =
=
et l’énergie (potentielle +
cinétique), = + = . D’où,
=
²
32#
avec la constante de gravité (9.8m.s-2),
la masse volumique de l’eau de mer (1025 kg.m3),
la période de la vague et la hauteur.
Néanmoins, dans la réalité les vagues ne sont pas régulières comme on l’a vu
précédemment, la notion de probabilité est à prendre en compte. Il existe donc une
méthode qui utilise les caractéristiques d’un état de mer , la période du pic (voir III1.2), et % , la hauteur significative (voir III-1.1). La puissance linéique des vagues d’un
état de mer s’écrit alors :
& = 〈(. *+,- .+/ 〉
(kW/m)
Cette formule est vérifiée dans le cas où l’on considère que les hauteurs des vagues
suivent une distribution de Rayleigh (III-1.1). On a vu que cette considération ne reflète
pas scrupuleusement la réalité mais constitue néanmoins une excellente hypothèse.
Il est donc opportun, pour un site donné, de calculer la probabilité de trouver
tel ou tel état de mer. Il convient pour cela d’effectuer des mesures de houle ou de la
modéliser sur un temps assez long (plusieurs années) afin de se rapprocher au mieux
de la réalité. On peut ainsi établir une matrice de probabilités des états de mer, ou
matrice d’occurrence de ( , % ).
Figure 14 – Exemple de matrice de probabilités des états de mer à l’île d’Yeu
20 / 42
Une carte des puissances moyennes des vagues a pu ainsi être établie à
l’échelle mondiale. L’Agence Internationale de l’Energie estime ainsi que 2000
TWh/an pourraient être exploités.
Figure 15 – Carte du potentiel énergétique mondial
Si on analyse de plus près le cas de l’île de la Réunion, on voit que le potentiel
en présence est de 10 à 40 kW/m selon le lieu et la distance à la côte. Le sud et l’ouest
de l’île étant les secteurs où la puissance de la houle est la plus importante.
21 / 42
Saint
IV - PROJET DE CALE DE HALAGE
HAL
A SAINT-PHILIPPE
IV - 1 Aménagement du site
La commune de Saint-Philippe
Saint
a fait appel au bureau d’études
études BCEOM (EGISEAU) afin de procéder à l’aménagement d’une cale de halage et d’un bassin
d’apaisement. En effet, la cale actuelle (Figure
(
16)) ne permet pas aux pêcheurs de
mettre à l’eau leurs embarcations lors de fortes
fortes houles, chose très fréquente dans ce
secteur de l’île, ou alors cela leur fait prendre des risques importants. Dans ces
conditions, ils ne peuvent mettre leurs embarcations à l’eau que 3 à 4 mois par an.
Figure 16 – Cale de mise à l’eau actuelle
Source : Géoportail.
22 / 42
Saint
Il est donc prévu dans le plan masse
(Figure 17)) de réaliser une nouvelle cale de
halage qui débouche sur un bassin
d’apaisement protégé par une digue de
protection. Ce mur de protection doit
mesurer près de 90 m de long (64 m + 26 m)
et 4 m de largeur.. Ce sont donc des houles
de sud qui viendront mourir sur la digue.
Figure 17 – Plan masse du projet
Source : EGIS-EAU.
Figure 18 – Vue 3D de l’aménagement du site
Source : EGIS-EAU
EAU
Figure 19 – Photomontage de l’aménagement du site
En haut la situation actuelle et en bas l’aménagement envisagé. Source : EGIS-EAU.
Le projet, estimé à 3 millions d’euros, est actuellement en pause afin d’étudier
l’opportunité d’intégrer un WEC dans la digue dans le but d’inclure
e un industriel du
domaine dans le projet.
23 / 42
IV - 2 Autres projets d’infrastructures portuaires à La Réunion
D’autres projets de ce type sont prévus sur l’île puisque
des quais de débarquement doivent être construits à SaintAndré (côte est) et à Saint-Louis (côte sud-ouest) sur lesquels
pourront se greffer, comme à Saint-Philippe, des technologies
WEC. Mais le projet le plus prometteur est celui de la route du
littoral (Figure 20). C’est une route actuellement très
dangereuse puisque d’importants éboulements interviennent
après chaque épisode pluvieux.
Figure 20 – Route du littoral actuelle
Afin de sécuriser cet axe routier extrêmement fréquenté au quotidien, la
Région a fixé comme une de ses priorités la reconstruction de cette route d’une
longueur de plus de 11 km. Le projet (Figure 21) n’est pas encore fixé de manière
définitive au jour d’aujourd’hui mais il est certain que la route sera composée de 6
voies et se trouvera essentiellement au dessus de la mer. En effet, la route envisagée
sera constituée de 4 à 6 km de digues et le reste sous forme de viaducs. Le début des
travaux est prévu pour 2013 afin d’envisager la mise en service à l’horizon 2016-2017.
Le montant du chantier est tout de même d’ores et déjà estimé à 1.6 milliards
d’euros.
Figure 21 – Route du littoral envisagée
Certes la puissance de la houle à cet endroit est bien inférieure à celle
disponible dans le sud de l’île et notamment à Saint-Philippe (on le verra
24 / 42
ultérieurement au V - 3 ), néanmoins l’importante longueur de digue qui doit être
bâtie pourrait compenser la faible puissance de houle afin d’atteindre un rendement
électrique équivalent.
Figure 22 – Images de synthèse du projet de la route du littoral
L’intérêt pour un industriel est donc double puisque le projet de Saint-Philippe
peut faire figure de projet pilote au vu des autres sites sur lesquels la même
technologie pourrait être implantée.
25 / 42
Saint
V - ANALYSE DE LA RESSOURCE
RESSOUR
V - 1 Données de houle
V-1.1 Données CANDHIS de Vincendo
CANDHIS est une base de données
donnée de houle
nationale gérée par le CETMEF qui comprend des
mesures de houlographes
oulographes permanents mais également
temporaires. Il s’avère qu’une campagne de mesures
mesure a
été effectuée à Vincendo, non loin de Saint-Philippe
Saint
(Figure 24),
), de 2003 à 2009. Cette bouée houlographe
était mouillée au large de Vincendo
Vincen à 0.3 mile (500 m) de
la côte par 35 m de fond.
Figure 23 – Bouée houlographe
Figure 24 – Situation géographique du houlographe de Vincendo
Distance houlographe - marina Saint-Philippe :
9 km. Source : Google Earth.
Afin de déterminer le potentiel énergétique de la houle, on a vu précédemment
(III - 4 ) qu’il fallait prendre en compte la hauteur significative / et la période du pic
. On peut voir sur la figure suivante la répartition de ces deux caractéristiques.
Figure 25 – Vue globale des couples (
( % , ) des mesures à Vincendo
26 / 42
A partir de ces mesures on peut en déduire une matrice de probabilités des
états de mer représentative des caractéristiques moyennes du site.
Figure 26 – Probabilités des états de mer à Vincendo
La Figure 26 traduit le fait que la houle la plus probable à cet endroit possède
les caractéristiques propres à la tache rouge du graphique, c'est-à-dire :
,- ≈ 13.5 s
./ ≈ 1.6 m
D’autre part, en termes de moyenne sur l’ensemble des mesures, les valeurs
suivantes en découlent :
〈,- 〉 = 11.9 s (écart type = 0.2)
〈.4 〉 = 1.9 m (écart type = 0.3)
Enfin, la puissance moyenne des vagues au point de mesure est de
P = 20.7 kW/m
Il est important de noter que ces valeurs sont valables pour le lieu précis où la
bouée a été installée, c'est-à-dire à 500 m de la côte. Ceci ne reflète pas exactement
les caractéristiques des vagues à Saint-Philippe mais constitue néanmoins une très
bonne approximation du fait de la proximité et de la similarité des deux sites
notamment en ce qui concerne la bathymétrie.
Une autre représentation de la puissance disponible peut se faire selon le mois
dans l’année (Figure 27). On note, comme on pouvait le pressentir, que l’hiver austral
génère une ressource importante, ainsi de mai à septembre la puissance moyenne
des vagues s’avère particulièrement intéressante puisqu’elle est supérieure à 25
kW/m.
27 / 42
Figure 27 – Histogramme des puissances de houle sur une année
V-1.2 Directions de la houle
Une étude a été effectuée par le BCEOM sur 10 ans pour déterminer les
directions principales de la houle dans tout le secteur sud de la Réunion. Les
résultats sont présentés sur la Figure 28 ci-dessous.
Figure 28 – Directions moyennes de la houle sur 10 ans
Source : BCEOM.
Les résultats montrent que les directions de houle sont propices à la mise en
place d’un WEC (Wave Energy Converter) onshore puisque les houles seraient
amenées à frapper de face le mur de protection, les fronts de houle étant parallèles à
la digue. Ceci est une donnée importante car, du fait que le tombant soit très
prononcé à cet endroit, la réfraction de la houle tendant à aligner parallèlement les
fronts à la côte ne peut correctement s’établir.
28 / 42
V-1.3 Houles cycloniques
Les côtes ouest et sud font partie des secteurs les plus à l’abri de ces houles.
En effet, les vagues générées par les cyclones qui touchent la Réunion proviennent,
dans la plupart des cas, du secteur NW - E soit entre -15° et 45°. En moyenne, l’île est
touchée une fois par an par un cyclone dont l’œil passe dans un rayon de moins de 200
km et 3 fois par an dans un rayon de 500 km.
Un WEC installé à Saint-Philippe serait donc peu touché par ces houles et ne
serait donc pas susceptible d’être détérioré par ces puissantes houles. En effet, les
fonds importants aux abords de l’île dans le sud ne permettent pas à la houle de se
réfracter suffisamment.
Néanmoins, il serait illusoire d’ignorer le fait qu’un cyclone puisse passer plus
au sud de l’île, et donc que les houles générées par ce dernier puissent atteindre les
côtes de Saint-Philippe. Les données que nous disposons nous donnent une indication
sur le sujet puisque la vague la plus haute mesurée durant les 6 ans de mesures a
atteint une hauteur de 8 m. Cela s’est produit début mai 2006, ces vagues avaient
alors été générées par une tempête tropicale possédant les mêmes caractéristiques
qu’un cyclone. Il sera donc important de prendre en compte ce paramètre lors de la
conception de la structure WEC.
V - 2 Autres données océanographiques
V-2.1 Les niveaux de mer
V-.2.1.a) Marée
La valeur retenue dans le sud de La Réunion quand on parle de marnage est
celle de 65 cm en vive-eau. Même dans les cas extrêmes comme lors des marées
d’équinoxes (périodes durant lesquelles on trouve les plus gros marnages) cette
valeur n’excède pas 70 cm. On peut le vérifier sur le marégramme de Saint-Pierre
(Figure 29) correspondant à la marée d’équinoxes de mars 2010.
Figure 29 – Marégramme de Saint-Pierre du 15/03/2010 au 5/04/2010
29 / 42
Saint
On peut comprendre aisément l’atout que cela représente pour une structure
fixe
ixe sur une digue. En effet, si le marnage est trop important, le système peut se
trouver immergé à marée haute et, au contraire, trop haut situé
é à marée basse.
V-.2.1.b) Surcote météométéo-océanique
Lors d’études précédentes, il a été estimé que la surcote due au vent, soufflant
perpendiculairement à la côte, pouvait atteindre 0.12 m.
m. Par ailleurs, les observations
ont montré que l’onde cyclonique génère une surcote de l’ordre de 0.7 m pour un
cyclone passant à proximité de l’île mais ce genre d’évènement étant éphémère, il
convient de retenir uniquement 0.12 m comme valeur de surcote.
Là encore cette valeur est très faible et donc propice au bon fonctionnement
d’un WEC à Saint-Philippe.
V-2.2 Bathymétrie
Les données bathymétriques sont issues des cartes SHOM
SHOM 7222 et 7328 et d’un
levé bathymétrique réalisé au droit de la Marina de Saint-Philippe
Saint Philippe en 2006.
L’ensemble de ces données a été synthétisé et représenté sur la Figure 30.
Figure 30 – Bathymétrie de la zone devant Saint-Philippe
Source : EGIS-EAU.
La
a bathymétrie est également favorable au développement d’une telle
technologie car le tombant à cet endroit est très prononcé. De ce fait, les frottements
frotte
des vagues sur le fond sont moindres et donc la dissipation d’énergie due à ces
frottements est faible.
V - 3 Ressources
s des autres sites réunionnais
Comme on l’a vu précédemment (IV
( - 2 ), d’autres projets réunionnais
d’infrastructures similaires seraient susceptibles de recevoir une technologie WEC du
même type. Il s’avère que d’autres campagnes de mesure de houle ont été effectuées
autour de la Réunion,, plusieurs d’entre elles font également partie de la base de
30 / 42
Saint
données CANDHIS. Ces campagnes ont eu lieu pendant un temps suffisamment long
pour se donner
er une idée concrète de la ressource en présence en termes de
puissance de houle. Les résultats sont présentés sur la Figure 31 ci--dessous.
Figure 31 – Potentiel de houle sur différents sites réunionnais
réunionnais
Source : image Google Earth et données CANDHIS.
Le potentiel de la houle au nord est ainsi nettement inférieur à celui du sud. Le
site de Saint-Philippe
Philippe est en effet un des plus intéressants de l’île en termes de
puissance de houle. En ce qui concerne le projet de la route du littoral, certes la
longueur de la digue sera très importante mais la puissance de la houle est assez
faible à cet endroit
31 / 42
VI - VEILLE TECHNOLOGIQUE
Les technologies dans ce domaine sont un peu moins nombreuses que pour la
houle offshore ou nearshore mais il existe cependant plusieurs projets en cours. Une
technologie en particulier, le LIMPET, a déjà fait ses preuves puisqu’elle est
commercialisée, les autres sont actuellement en phase de développement à
différents stades. Néanmoins, toutes présentent des caractéristiques qui leurs sont
propres et donc différentes, non seulement en terme de technologie mais également
en terme d’impact, de capacité de production ou de ressource requise.
VI - 1 Technologie LIMPET
Cette technologie est développée et commercialisée par Wavegen (filiale de
Voith). C’est une société basée en Ecosse qui a été fondée en 1990.
Figure 32 – Technologie LIMPET
Le LIMPET est basé sur le principe de la colonne d’eau oscillante (OWC). En
effet, le système est composé d’un important réservoir d’air soumis à la pression de
la vague entrant dans la structure. Cet air sous pression est donc expulsé à l’extérieur
de la structure via une conduite constituée d’une turbine ainsi actionnée quand l’air
sort. A l’inverse, quand la vague se retire de la structure, une dépression se crée à
l’intérieur du réservoir, générant ainsi un flux d’air entrant qui actionne à son tour la
turbine. La particularité de la turbine utilisée (de type Wells) est de tourner dans le
même sens de rotation que le flux d’air soit entrant ou sortant, améliorant ainsi le
rendement électrique.
Outre ses avantages tels que la relative simplicité de la technologie employée,
les fortes vagues nécessaires au bon rendement de la machine peuvent également
avoir un effet néfaste sur la structure en béton puisqu’elles peuvent parfois dégrader
l’installation, mais Wavegen a fait de gros progrès dans ce domaine.
Cette technologie est la première, et la seule à ce jour, à avoir été
commercialisée dans le domaine de la récupération de l’énergie des vagues onshore.
En effet, un système de 500 kW est en place depuis 2000 sur l’île d’Islay en Ecosse où
l’on estime que les vagues, à cet endroit, ont une puissance de 15 à 25 kW/m. Le
système, d’une longueur de 20 m et d’une profondeur de 7, permet tout de même de
32 / 42
subvenir aux besoins en électricité de 350 foyers environ. Par ailleurs, le coût d’une
telle structure s’élève à 4.5 millions d’euros.
Cependant,
cette
technologie
fait
actuellement l’objet d’autres projets et notamment
un qui ressemble à celui qui pourrait voir le jour à
Saint-Philippe. Il s’agit de Mutriku dans le pays
basque espagnol où une digue de protection contre
les vagues a été construite dans laquelle un
système OWC a été intégré. La digue mesure
environ 100 m de longueur et intègre 16 turbines
qui génèrent une puissance de 300 kW et
permettra ainsi d’alimenter en électricité 250
foyers lors de sa mise en service à la fin de l’année
2010.
Figure 34 – Projet LIMPET Siadar
Figure 33 – Projet LIMPET à Mutriku
Un autre projet, SIADAR, de plus grande
envergure, est en cours au nord de l’Ecosse
avec une capacité de 4MW. Wavegen et RWE
npower se sont ainsi associés afin de monter ce
projet qui consiste à la création d’un mur de
protection de 200 mètres de long à 350 mètres
de la côte de Lewis (Ecosse) dans lequel sera
inclut 10 caissons de type LIMPET. 40 turbines
seront alors mises en place pour atteindre les
4MW annoncés et subvenir ainsi aux besoins de
1500 foyers. Le coût du projet est estimé à 30
millions de £ (≈ 36 M€) et sa mise en service
aura lieu en 2012.
VI - 2 Technologie SDE
SDE est une société israélienne fondée en 1996 dont la technologie est basée
sur un principe très simple et dont l’expérimentation est déjà à un stade bien avancée
puisque le système est sur le point d’être commercialisé.
Cette technologie (Figure 35) fonctionne grâce à un flotteur mis en mouvement
avec les vagues créant ainsi une pression hydraulique qui actionne un générateur
électrique placé dans une structure à terre. Seule 10% de l’installation (les flotteurs)
est ainsi immergé, les autres 90% étant constitué par la structure à terre qui doit
donc se trouver dans un rayon de 500 m des flotteurs. Le potentiel annoncé par le
constructeur est de 38 kW par mètre installé sur digue pour un climat de vague
moyen. L’industriel annonce un coût minime de 0.02 $ par kWh. Les coûts de
constructions sont en effet de 650 000 $ (≈ 500 k€) pour un système 1 MW.
33 / 42
Figure 35 – Technologie SDE
Le projet le plus avancé utilisant la technologie SDE est celui du port de Jaffa à
Tel Aviv. En effet, un accord pour une production électrique d’origine houlomotrice de
50 MW d’ici à 2020 a été signé avec le gouvernement israélien. A ce jour, 8 modules
expérimentaux sont déjà en place et la phase initiale du projet, qui consiste à
l’installation d’un neuvième module entièrement automatisé, permettra de produire
100 kWh. Le coût du projet s’élève à 400 k$ (≈ 300 k€), incluant la digue, et la
compagnie israélienne d’électricité achètera le kW au prix de 0.12 $.
D’autres projets commerciaux doivent débuter à plusieurs endroits du globe.
En effet, il est prévu un projet 5 MW en Inde et 100 MW en Afrique à moyen terme, un
projet 1 MW est d’ores et déjà finalisé sur l’île de Yangjiang dans la province de
Guangzhou en Chine.
VI - 3 Technologie SSG
Wave energy est une compagnie norvégienne fondée en 2004 afin de développer
le système SSG (Seawave Slot-cone Generator).
Le concept SSG est basé sur un principe utilisant trois réservoirs placés les
uns sur les autres, l’énergie potentielle de la vague entrante est ainsi stockée dans
les réservoirs. L’eau s’écoule donc de haut en bas, passant d’un réservoir à l’autre en
actionnant une turbine qui les relie entre eux et créant ainsi de l’électricité. Ainsi le
concept de multi-réservoirs assure que chaque vague, quelque soit sa hauteur,
génère de l’électricité, avec plus ou moins d’efficacité, ce qui assure un bon
rendement du système.
34 / 42
Figure 36 – Technologie SSG
Toujours dans le but d’optimiser au mieux ce système, Wave energy développe
également une turbine MST (Multi-Stage Turbine) à plusieurs étages dont les pâles
sont fixées sur le même axe ; réduisant ainsi le nombre de start/stop des générateurs
et engendrant un apport plus « lisse » en électricité au réseau ce qui améliore le
rendement global.
Ce type d’installation s’intègre donc parfaitement dans une digue type « briselame » et on peut ainsi imaginer une succession de colonnes de réservoir sur toute la
longueur de la digue tel qu’on peut le voir sur la figure ci-dessus. De plus, ceci réduit
les coûts de production et réduit également l’impact visuel sur l’environnement. Les
calculs ont montré que sur une digue de 500 mètres de long, le système pourrait
produire 22 GWh par an avec des conditions de vagues générant 25 kW par mètre.
Un projet pilote à l’échelle 1 est en cours de construction à Svaaheia sur l’île de
Kvitsøy en Norvège. De nombreux tests ont été réalisés en laboratoire avec la
participation de l’université d’Aalgorg (Danemark) mais ce nouveau test pourra se
confronter aux conditions réelles de mer et il sera relié au réseau local. Le prototype
mis en place aura une largeur de 10 mètres, une longueur de 16 mètres et une
hauteur de 7 mètres. Il aura une capacité de 150 kW selon le constructeur et sera
soumis à un climat de vague de 19 kW/m.
Figure 37 – Technologie SSG
intégrée dans une digue
Une étude de faisabilité est également en cours
à Hanstholm (Danemark) afin d’intégrer directement
le système dans une digue de protection qui doit
protéger le port (Figure 37), la configuration est donc
semblable à celle de Saint-Philippe. Le potentiel
estimé est de 10 MW si les panneaux sont installés
sur toute la longueur de la digue. A noter que le
même genre d’étude est aussi mené actuellement
pour le port de Garibladi en Oregon (USA).
35 / 42
VI - 4 Synthèse et coûts
VIVI-4.1 Synthèse des technologies
A partir des données ci-dessus, fournies par les industriels, il est intéressant de comparer plusieurs caractéristiques
typiques d’une machine WEC.
technologie
LIMPET
SDE
SSG
coût du
projet
puissance
linéique
fonctionnement
annuel
coût
du W
4.5 M€
25 kW/m
2800 h
9 €/W
-
3 kW/m
3300 h
-
36 M€
20 kW/m
1500 h
9 €/W
2000 MWh
†
-
2000 h
-
16 m
-
-
9.4 kW/m
-
-
500 m
22 GWh
-
-
-
-
projet
puissance
longueur
Ecosse
500 kW
20 m
Mutriku
300 kW
100 m
SIADAR
4 MW
200 m
données
SDE
1 MW
-
Norvège
150 kW
données SSG
-
rendement
annoncé
350 foyers
(1400 MWh)
250 foyers
(1000 MWh)
1500 foyers
(6000 MWh)
Légende :
• Données d’entrée
• Valeurs déduites des données d’entrée
• Hypothèses et valeurs qui en découlent
Indications sur les valeurs calculées :
Pour ce qui est du rendement annoncé par l’industriel, on part du fait que la consommation moyenne d’un foyer francoréunionnais est de 4 MWh, on peut ainsi en déduire le fonctionnement annuel grâce à la puissance.
†
Les données annoncées par le constructeur semblent invraisemblables donc le choix a été fait de ne pas les faire apparaître.
36 / 42
Par ailleurs, on peut imaginer, pour que le projet soit amorti sur 10 ans, un
coût de rachat du kWh selon les différents scénarios suivants :
•
Scenario 1 :
o Coût d’exploitation : 0% du coût du projet
o Aide des collectivités : 0% du coût du projet
Dépense du privé = coût_projet
Recette du privé = coût_rachat*10 ans*rendement
•
Scenario 2 :
o Coût d’exploitation : 3% du coût du projet par an
Dépense du privé = coût_projet*(1+3%*10 ans)
Recette du privé = coût_rachat*10 ans*rendement
•
Scenario 3 :
o Coût d’exploitation : 3% du coût du projet par an
Dépense du privé = coût_projet*(1+3%*10 ans)
Recette du privé = coût_rachat*10 ans*rendement + 50%*coût_projet
scenario
cenario 1
technologie
LIMPET
SDE
scenario 3
scenario2
projet
dépense
du privé
coût de
rachat
dépense
du privé
coût de
rachat
dépense
du privé
coût de
rachat
Ecosse
4.5 M€
0.32 €/kWh
5.85 M€
0.41 €/kWh
5.85 M€
0.25 €/kWh
SIADAR
36 M€
0.60 €/kWh
46.8 M€
0.78 €/kWh
46.8 M€
0.48 €/kWh
données
SDE
500 k€
0.25 €kWh 3
-
-
-
-
VIVI-4.2 Coût de l’énergie de la houle onshore
La puissance classique d’une installation de type WEC est de quelques
centaines de kW à quelques MW. Son prix dépend de la technologie mise en place
mais des éléments à ce sujet sont donnés ci-dessus.
D’ores et déjà le coût de rachat garantie des énergies marines était de 0,15
€/kWh, mais il a été prévu de l’augmenter de 20% à l’occasion du CIOM (Conseil
Interministériel d’Outre Mer) le 6 novembre 2009, soit 0.18 €/kWh. Il permet donc de
définir la rentabilité économique du projet et d’évaluer sa durée de retour sur
investissement.
3
Ce chiffre est annoncé par le constructeur mais semble néanmoins peu réaliste au vue de sa faible
valeur et des autres données avancées par SDE.
37 / 42
VII - IMPACTS MIS EN JEUX
VII - 1 Les documents d’urbanisme
VIIRégional
VII-1.1 Schéma d’Aménagement Régi
onal (SAR)
Le SAR est l’outil de planification régionale qui fixe les grandes orientations
fondamentales en matière d’aménagement, de développement, de mise en valeur du
territoire et de protection de l’environnement. Il détermine :
• la destination générale des différentes parties du territoire
• l’implantation des grands équipements d’infrastructure et de transport
• la localisation préférentielle des extensions urbaines, des activités
industrielles, portuaires, artisanales, agricoles, forestières et touristiques.
Le SAR comprend un chapitre individualisé, le Schéma de Mise en Valeur de la
Mer (SMVM). Ce chapitre est consacré notamment aux orientations fondamentales de
la protection, de l’aménagement et de l’exploitation du littoral. Le premier SAR de la
Réunion fut approuvé en 1995, néanmoins la Région a décidé sa révision complète et
la nouvelle version a été arrêtée le 4 aout 2009.
38 / 42
Figure 38 – SAR de Saint-Philippe
L’analyse du SAR et en particulier son chapitre SMVM démontre que le projet
ne se situe pas au sein d’un espace maritime protégé ni au sein de récifs coralliens
mais au contraire dans une zone d’exploitation des énergies de la mer. A ce titre le
projet de WEC à Saint-Philippe est compatible avec le SAR arrêté par la Région en
aout 2009.
Il apparaît également que, selon le SMVM, le développement des ERM est un
axe de développement souhaité par la Région. De plus, l’énergie houlomotrice est
l’une des ressources énergétiques identifiées au SMVM.
VIITerritoriale
(SCOT
VII-1.2 Schéma de Cohérence Territor
iale (SCO
T sud)
Il s’agit d’une procédure d’aménagement concertée et consensuelle à l’échelle
d’une communauté d’agglomérations. Les SCOT permettent aux communes
appartenant à un même bassin de vie de mettre en cohérence leurs politiques dans
les domaines de l’urbanisme, de l’habitat, des implantations commerciales, des
déplacements et de l’environnement.
D’après le PADD du SCOT, le Grand Sud articule son projet autour de 4 axes
majeurs d’aménagement et de développement :
1. un aménagement équilibré du territoire alliant l’urbain et la ruralité ;
2. un développement économique structuré autour des zones d’activité ;
3. vers une mobilité facilitée et diversifiée ;
4. une gestion raisonnée du territoire pour un développement durable.
Parmi les orientations définies dans l’axe majeur 4, le PADD précise que le
Grand Sud encourage le développement des énergies renouvelables et en particulier
39 / 42
Saint
l’énergie marine. Toutefois aucune zone d’implantation préférentielle n’est définie au
sein du PADD.
VIISaint--Philippe
VII-1.3 Eléments d’urbanisme de Saint
Dans le cas où une technologie SDE serait implantée à Saint-Philippe,
Saint
il
faudrait prévoir (cf VI - 2 ) la construction d’une structure à terre dans un rayon de 500
mètres des flotteurs, c'est-à-dire
c'est
de la digue.
ue. Après concertation avec le service
urbanisme de la mairie, une zone constructible proche de la marina pourrait accueillir
ce type de dispositif (Figure
Figure 39)) puisque la distance entre les deux est d’environ 350 m
à vol d’oiseau.
Figure 39 – Possible zone constructible de Saint-Philippe
VII - 2 Impacts sur le milieu physique, naturel et humain
Sur le milieu physique,
physique et notamment le paysage,, l’installation d’un WEC sur le
mur de protection n’aura pas plus d’impacts
d’impacts que ceux générés par la digue elleelle
même.
Néanmoins, les
es impacts sur le milieu naturel et notamment à terre dépendront
de la technologie installée. En effet, une technologie de type LIMPET ou SSG aura un
impact moindre que la technologie SDE car cette dernière nécessite une structure à
terre pour fonctionner. Hors, la zone autour de la marina est évidemment une zone
littorale donc une protection forte y est affectée.
En ce qui concerne le milieu humain, l’impact sera limité mais il est évident
qu’un tel
el système va susciter la curiosité des promeneurs d’autant plus que ce sont
des technologies encore très méconnues au jour d’aujourd’hui.
d’aujourd’hui De plus, le
réaménagement du site va attirer de nombreux promeneurs et touristes donc il serait
opportun de placer un panneau explicatif afin d’informer le public.
40 / 42
VIII - CONCLUSIONS
Cette note avait pour but d’établir une étude de préfaisabilité quant à un
système récupérant l’énergie des vagues à Saint-Philippe dans un premier temps et,
dans un deuxième temps, sur d’autres sites réunionnais.
Il s’avère que la ressource à Saint-Philippe est très intéressante puisque la
houle possède un fort potentiel énergétique, on a pu le vérifier grâce aux données de
houle CANDHIS de Vincendo. De plus, les autres paramètres océanographiques du
site, tels que la bathymétrie ou la marée, sont également propices au déploiement
d’un tel projet.
D’autre part, le projet de cale de halage qui est prévu convient parfaitement au
développement d’une technologie WEC houle onshore. En effet, la digue de protection
incluse dans le projet présente toute les qualités requises pour l’installation d’une
structure de ce type.
L’intérêt pour un industriel de s’investir dans le projet de Saint-Philippe est
donc double. En effet, comme on l’a vu précédemment, il peut faire figure de projet
pilote au vu des autres grands projets de construction similaire à la Réunion, en plus
du fort intérêt qu’il suscite déjà à lui seul.
Pour ce qui est des technologies, LIMPET semble clairement avoir une
longueur d’avance sur ses concurrents en raison de son état d’avancement et des
projets déjà entrepris. Néanmoins, il ne faut pas écarter les autres car elles peuvent
s’avérer prometteuses. Un contact sera donc pris avec les trois industriels
sélectionnés suite à la diffusion de cette note dans le but de leur présenter le projet
de Saint-Philippe et le probable déploiement de ces technologies sur l’île. Des
éléments financiers pourront alors être transmis et une concertation entre
l’industriel, l’ARER, EGIS-EAU et la mairie de Saint-Philippe pourra alors être mise en
place.
41 / 42
BIBLIOGRAPHIE
1 – ARDHUIN Fabrice & BONNETON Philippe,
Philippe Etats de mer : hydrodynamique et
applications, 2009.
2 – BCEOM,
BCEOM POTENTIEL ENERGETIQUE DE LA HOULE – Modélisation numérique de
l’Energie des vagues à la Réunion, 2005.
3 – ESKENASY E., LEJEUNE A., MARCHAL J., PIROTTON M.,
M. L’Energie due aux
vagues, Printemps des Sciences 2002.
4 – HALS Jorgen, SUNDAR Vallam, MOAN Torgeir,
Torgeir CONCEPTUAL DESIGN OF OWC
WAVE ENERGY CONVERTERS COMBINED WITH BREAKWATER STRUCTURES,
OMAE2010, 2010.
5 – HOARAU Matthieu
Matthieu, Schéma Régional des Energies de la MEr de la Réunion
(SREMER), source ARER, 2009.
6 – MARGHERITINI Lucia, FRIGAARD Peter,
Peter The SSG wave energy converter and
application on the breakwater of the new Liseje harbor, 2007.
7 – MOUSLIM Hakim,
Hakim Energies Marines Renouvelables – Introduction à la filière,
formation ARER 2009.
8 – PERONNO Gwenole,
Gwenole Energie des Vagues – Ile de La Réunion, 2003.
9 – RODRIGUES Leão,
Leão Wave power conversion systems for electrical energy
production.
10 – VICTOR Lander,
Lander, KOFOED Jens Peter, TROCH Peter,
Peter HYDRODYNAMICS BEHAVIOR
OF OVERTOPPING WAVE ENERGY CONVERTERS BUILT IN SEA DEFENSE
STRUCTURES, OMAE2010, 2010.
11 – GAUTRET Laurent, CORRE LABAT Marion, REUNION ISLAND/INDIAN OCEAN, A
FRENCH EXPERIMANTAL KEY LABORATORY FOR OCEAN ENERGY, ICOE2010.
Sites Web
Web:
eb:
Théorie:
http://www.shom.fr/fr_page/fr_act_oceano/vagues/vagues.htm
Technologies:
http://www.waveenergy.no
http://www.sde.co.il
http://www.wavegen.co.uk
http://energiesdelamer.blogspot.com
42 / 42

note d`opportunité énergie des vagues saint philippe, pdf

Transcription

Documents pareils

Télécharger le document joint

Sujet: Récits de voyages

Bulletin_Oleron (2009-02-08)

Bulletin du 02 août 2009

Feuille d`Information Pastorale Q

Sujet: Qui veut naviguer cette semaine

Coloriage de Halloween

"Vagues scélérates" : ce que l`altimétrie peut en dire

A l`Aveuglette dans la Vie suivante - Angleterre, Irlande