COLLECTION NOS ÉNERGIES ONT DE L AVENIR LES ÉNERGIES MARINES

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1 COLLECTION NOS ÉNERGIES ONT DE L AVENIR LES ÉNERGIES MARINES

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3 Vue aérienne de l usine marémotrice de La Rance. EDF/Julien Goldstein

4 EDF, LEADER EUROPÉEN DE LA PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ Le groupe EDF est présent sur les principaux marchés européens de l énergie : au Royaume-Uni avec EDF Energy, en Italie avec Edison et en France où EDF est leader sur son marché. Avec les énergies nucléaire, thermique à flamme, hydraulique et les autres énergies renouvelables, EDF exploite un parc de production d électricité performant, diversifié et complémentaire. PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ D EDF EN FRANCE CONTINENTALE EN 2012 Nucléaire 404,9 TWh 89,1 % PUISSANCE INSTALLÉE 97,9 GW en France au 31 décembre 2012 (hors Corse et Outre-mer). PRODUCTION NATIONALE** 454,3 TWh ont été produits en 2012 par EDF en France (hors Corse et Outre-mer). ** Ces valeurs correspondent à l expression à une décimale de la somme des valeurs précises, compte tenu des arrondis. 95 % de la production électrique en France ne produit pas d émission de gaz à effet de serre. UNITÉS DE MESURE Le watt (W) est une unité de mesure de puissance mécanique ou électrique. Le mégawattheure (MWh) correspond à la production pendant 1 heure d une installation d une puissance de 1 mégawatt (MW). 1 MW = kilowatts (kw) = 1 million de watts. 1 térawattheure (TWh) correspond à 1 milliard de kwh. Hydraulique* 34,5 TWh 7,64 % (10% en année d hydraulicité normale) Thermique à flamme 14,9 TWh 3,3 % * 34,5 TWh correspond à la production nette. Il s agit de la production brute de 41,2 TWh dont on déduit la consommation d électricité nécessaire au fonctionnement des stations de transfert d énergie par pompage (STEP), s élèvant à 6,7 TWh en PARC FRANÇAIS (AU 30 JUIN 2013) 19 centrales nucléaires 19 tranches thermiques à flamme 435 centrales hydrauliques 13 turbines à combustion et 3cycles combinés gaz

5 Photo de couverture : Série de tests pratiquée sur l hydrolienne, amarrée à la barge, en baie de Douarnenez (Bretagne). EDF/Philippe Dureuil 04 La marée, source marine d énergie renouvelable. 06 De la marée à l électricité, comment ça marche? 08 Paimpol-Bréhat un projet respectueux. 10 Une filière renouvelable à lancer? LES ÉNERGIES MARINES, SOURCES D INNOVATION La mer est une source naturelle d énergie renouvelable. Elle permet de produire de l électricité, essentiellement grâce à l énergie mécanique contenue dans les courants et les marées, et à l énergie thermique disponible à la surface des océans. L eau recouvre en grande partie notre planète. Elle représente donc un potentiel d énergie important et prometteur. Les énergies marines n émettent aucun gaz à effet de serre et sont disponibles dans de nombreux pays du monde. En France, EDF a été précurseur dans l utilisation des énergies de la mer, avec la mise en service de l usine marémotrice de La Rance en EDF continue d innover aujourd hui avec son projet hydrolien de Paimpol-Bréhat. Conception-réalisation : Imprimeur : La Galiote-Prenant. Imprimé sur papier écologique.

6 Les énergies marines LA MARÉE : SOURCE D ÉNERGIE RENOUVELABLE La marée est la variation du niveau de la mer due à l action gravitationnelle de la lune et du soleil, astres dont les forces d attraction s exercent sur les masses d eau à la surface de la Terre et dont les mouvements peuvent être calculés avec précision sur des périodes de plusieurs centaines, voire de plusieurs milliers d années. Lorsque ces forces se conjuguent, les marées sont de grande amplitude (on parle de «vives-eaux») ; à l opposé, lorsqu elles se contrarient, l amplitude est plus faible (on parle de «mortes-eaux»). La marée est donc un phénomène prédictible, source d énergie renouvelable. Il existe deux techniques pour convertir l énergie de la marée en électricité : utiliser l énergie potentielle de l eau, grâce aux variations de niveau d eau entre marée haute et marée basse on parle d «énergie marémotrice» ; utiliser l énergie cinétique des masses d eau mises en mouvement (courants de marée) on parle d «énergie hydrolienne». En France, les conditions naturelles sont favorables aux énergies marémotrice et hydrolienne, formes marines de l énergie hydraulique, qui est la première des énergies renouvelables dans le monde. 04 Groupe bulbe de l usine marémotrice de La Rance. EDF/Éric Cattin

7 20 % Le potentiel hydrolien théorique exploitable est de l ordre de MW en Europe pour une production pouvant aller de 20 à 30 TWh/an, ce qui représente la consommation de 6 à 8 millions d habitants. La Grande-Bretagne concentre 60 % de ce potentiel théorique et la France 20 %. Pour l hexagone, cela représente un potentiel estimé à 3000 MW. Premier producteur marémoteur EDF a été pionnier dans le monde, avec la construction en 1966 de l usine marémotrice de La Rance (Ille-et-Vilaine, Bretagne), seul exemple industriel de ce type jusqu à la mise en service de la centrale de Sihwa en Corée du Sud. La puissance installée de l usine de La Rance est de 240 MW, répartis sur 24 groupesbulbes de 10 MW. Elle produit environ 500 GWh/an, depuis 40 ans, soit l équivalent de la consommation en électricité de la ville de Rennes. Forte de cette expertise acquise à La Rance, EDF s engage aujourd hui, à Paimpol-Bréhat (Côtes-d Armor), dans le développement d un parc démonstrateur hydrolien. Il sera raccordé au réseau électrique dès sa mise en service. Énergies renouvelables Ce sont des sources d énergie primaire inépuisables à très long terme, car issues de l énergie du soleil, de la Terre ou de la gravitation. Les énergies renouvelables comprennent l énergie hydroélectrique (force de l eau), l énergie solaire, l énergie éolienne (force du vent), la biomasse (matières organiques fournissant de l énergie, comme le bois en brûlant), la géothermie (utilisant la chaleur des profondeurs de la terre) et les énergies marines dont l énergie marémotrice (utilisant la force des marées). Ces ressources ne s épuisent pas et ne génèrent pas d émissions de CO MW de puissance marémotrice installée dans le monde. 1 milliard de kwh produits par an, notamment en France avec l usine marémotrice de La Rance. LE SAVIEZ-VOUS? La salle des machines de l usine marémotrice de La Rance fait 300 mètres de long. Les techniciens y circulent à vélo. L usine marémotrice de La Rance représente près de 40 % de l électricité produite en Bretagne. 05

8 Les énergies marines DE LA MARÉE À L ÉLECTRICITÉ, COMMENT ÇA MARCHE? DE LA LUNE À LA TERRE La force de l eau a de tout temps intéressé les hommes et ses secrets sont connus depuis l Antiquité : captage de l eau, aqueducs, chutes d eau, roues et moulins notamment à marée en Bretagne. L industrie du Moyen Âge s est développée grâce à la maîtrise de cette force motrice. L invention de la turbine puis celle de l alternateur, au XIX e siècle, ont ensuite permis la production d électricité à partir de l hydraulique. Précurseur dans l utilisation des énergies de la mer, EDF exploite depuis plus de 40 ans l usine marémotrice de La Rance (Ille-et-Vilaine), produisant ainsi une énergie propre de manière régulière et prévisible. Fort de cette expérience, EDF a décidé, en juillet 2008, la construction, à Paimpol-Bréhat (Côtes-d Armor), d un parc hydrolien pilote exploitant lui aussi l énergie de la marée. Ce mode de production à partir des courants possède en effet des atouts : prévisible, invisible (à condition d être complètement immergé), au faible impact environnemental, compact (du fait de la densité de l eau) et par là même acceptable par les autres usagers de l espace marin. 06 Baptême de l hydrolienne, L ARCOUEST, 19 octobre EDF/Rémy Artiges

9 LE FONCTIONNEMENT DU PARC HYDROLIEN DÉMONSTRATEUR DE PAIMPOL-BRÉHAT Le principe de l énergie hydrolienne est simple : le courant de marée fait tourner les turbines des hydroliennes. Cette rotation entraîne un alternateur qui produit un courant électrique variable qui est redressé par le convertisseur offshore puis évacué vers le réseau d électricité via le câble principal. Les turbines tournent plus ou moins vite selon le courant de marée, la vitesse de rotation maximale étant de l ordre de sept tours par minute pour les courants maximum observés sur la zone, soit de 3 m/s. Les hydroliennes sont constituées d une turbine reposant sur une structure porteuse en tripode, suffisamment lourde pour être «simplement» posée sur le fond marin, sans travaux, ce qui permet de minimiser l impact. Les turbines de Paimpol-Bréhat auront un diamètre extérieur de 16 mètres. LE FONCTIONNEMENT D UNE USINE MARÉMOTRICE Le dispositif d une usine marémotrice consiste à créer, dans une zone où les variations de hauteur du niveau de la mer sont importantes, une retenue d eau artificielle grâce à un barrage dans lequel sont logées des turbines qui peuvent fonctionner tant à marée montante que descendante (groupe-bulbe). Le principe est d utiliser la dénivelée créée par l amplitude des marées pour remplir la retenue (côté rivière) : lorsque la marée monte (flux), les vannes sont ouvertes pour effectuer ce remplissage. À pleine mer, les vannes sont fermées pour retenir l eau côté rivière. Tandis que le niveau de la mer baisse avec le reflux se crée alors cette dénivelée et il devient possible de transformer cette énergie potentielle de l eau retenue en énergie mécanique de rotation, grâce aux turbines. En effet, les vannes sont rouvertes pour turbiner l eau qui s écoule de la retenue vers la mer. La rotation des turbines convertit cette énergie mécanique en électricité grâce à un alternateur. Ce courant électrique est alors redressé par un transformateur avant d être transporté par les lignes à haute tension sur le réseau. SCHÉMA DE FONCTIONNEMENT DU PARC HYDROLIEN LE SAVIEZ-VOUS? La puissance (kw) d une hydrolienne dépend du diamètre de sa turbine et de la vitesse du courant de marée. Matériels immergés par des fonds de -35 à -38m 07

10 Les énergies marines PAIMPOL-BRÉHAT, UN PROJET RESPECTUEUX Un projet conçu dans le respect de l environnement Dès sa conception, et en concertation avec l ensemble des parties prenantes, les caractéristiques principales du projet ont été choisies en vue de supprimer ou réduire son impact sur l environnement. La technologie est ainsi adaptée à la sensibilité du milieu (machine complètement immergée, tournant lentement et disposant d un trou central), tout comme les techniques de pose des machines sur le fond marin ou encore la maintenance ultérieure, qui se feront sans forage ni ancrage, le poids des machines étant suffisant pour assurer leur stabilité. Le câble de liaison à donné lieu à des techniques de pose et d enfouissement adaptées aux secteurs sur son trajet (pleine mer, estran, littoral) selon la nature du fonds (dur, meuble). Information et concertation permanentes Depuis 2004, EDF a initié la concertation avec les principales parties prenantes. EDF a ainsi décidé en juillet 2008 la construction du parc hydrolien de Paimpol-Bréhat. Dès septembre 2008, un groupe de liaison était créé pour faciliter ces échanges. D une façon générale, les hydroliennes sont bien perçues et reçoivent un accueil favorable. Ce résultat est le fruit d un travail systématique d information et de consultation des parties prenantes : les services de l État, les collectivités locales et territoriales, les élus, les usagers de la mer (pêcheurs professionnels, plaisanciers, plongeurs ), les associations de protection de l environnement Le projet bénéficie du soutien de la Région Bretagne, de l Ademe et de l Europe qui s engage en Bretagne avec le Fonds européen de développement régional, pour l amélioration de la connaissance du milieu marin et au titre de la compétitivité régionale et de l emploi. Vue de la baie de Launay à Ploubazlanec. EDF/Marc Didier 08

11 UNE ATTENTION PARTICULIÈRE AUX RETOMBÉES TERRITORIALES Des retombées économiques locales positives sont attendues via l activité générée dans le cadre du suivi environnemental du parc. En lien avec les structures de développement régionales, EDF joue le rôle de facilitateur entre les entreprises locales et ses fournisseurs clés du projet. La construction et l installation d équipements du parc d hydroliennes (barges, supports des hydroliennes, assemblage) ont ainsi lieu en Bretagne (Lorient, Brest, Lézardrieux, Paimpol). Un projet innovant sur un territoire vivant Les activités économiques principales du territoire (communes de Ploubazlanec, Bréhat et Paimpol, communauté de communes de Paimpol-Goëlo) sont variées : agricoles, industrielles ou artisanales, touristiques et bien évidemment maritimes. Seuls les usages de la mer sont réellement concernés par le projet (routes maritimes et ports de commerce, autres ports et mouillages, activités professionnelles maritimes, activités de loisirs). Des impacts environnementaux faibles L étude d impact a permis de démontrer que les impacts du parc hydrolien en phase d exploitation seront négligeables : diminution locale des vitesses de courant, champ électromagnétique (du câble) à peine perceptible, risques négligeables de collision des poissons, cétacés et oiseaux avec les machines et, enfin, risques nuls de collision avec les navires. Quelques impacts mineurs sont compensés. LE SAVIEZ-VOUS? EDF a obtenu au printemps 2011 l ensemble des autorisations administratives, après deux ans et demi d instruction. Une étape clé aura été l enquête publique conjointe (aux titres de quatre procédures) durant l été À l issue de cette instruction, la commission d enquête a émis un avis favorable sans réserve assorti de quelques recommandations. UNE VOLONTÉ DE SUPPRIMER, RÉDUIRE ET COMPENSER LES IMPACTS La commission d enquête a acté dans son rapport les impacts limités du projet et la pertinence des mesures compensatoires envisagées, liées aux travaux ou à la présence du parc. Celles-ci ont été proposées pour répondre aux gênes éventuelles pour les usagers ou pour compenser l impact sur le milieu naturel. Des mesures d accompagnement sont aussi mises en œuvre pour l intégration du projet. Une convention a ainsi été signée avec le Comité local des pêches afin d accompagner les opérations de soutien de la productivité des stocks de certaines ressources importantes dans l économie locale comme le homard. Un programme de marquage des homards est ainsi mis en œuvre, en lien avec la Fédération nationale des pêcheurs plaisanciers et sportifs de France. 09

12 Les énergies marines UNE FILIÈRE RENOUVELABLE À LANCER? Face au défi que représente pour les décennies prochaines le double accroissement de la demande d énergie dans le monde et de l effet de serre, les énergies renouvelables, dont l hydraulique en premier lieu, prendront une place de plus en plus importante. En ce début de XXI e siècle, une personne sur deux n a pas accès à l électricité. Dans le même temps, la croissance des pays en développement entraîne des besoins énergétiques énormes. Les énergies renouvelables feront ainsi partie des solutions. La première d entre elles, bien connue et déjà la moins chère à produire, l hydraulique, présente encore un réel potentiel dans de nombreux pays. Moins connues, les énergies marines renouvelables ont aussi un potentiel important : TWh/an techniquement exploitables en 2030 dans le monde. La France ambitionne de disposer de MW installés d ici à 2020, notamment d éolien en mer, mais aussi d énergie tirée des marées, tant marémotrice qu hydrolienne, qui pourrait représenter plusieurs centaines de mégawatts. 10 Turbine de l hydrolienne de type Venturi avant son transfert et sa mise en place sur la barge à Brest (Bretagne).

13 ZOOM SUR LE PARC HYDROLIEN EDF DE PAIMPOL BRÉHAT Initié dès 2004, ce projet unique au monde vise à conforter la place de leader d EDF dans les énergies marines. Le prototype d hydrolienne actuellement développé mesure 16 mètres de diamètre et pèse 850 tonnes! Une fois mis en œuvre, l objectif du parc hydrolien de Paimpol Bréhat est de répondre aux besoins en électricité de l équivalent de à foyers. Le prototype de l hydrolienne lors de sa première immersion test en Les autres sources d énergies marines D autres modes de production d électricité, actuellement en recherche ou expérimentation à des stades plus ou moins avancés, utilisent les richesses de la mer tels que : l énergie éolienne en mer n est pas directement tirée de la mer, mais pourrait jouer un rôle de «locomotive» dans l essor de la filière industrielle en France et dans le monde ; l énergie des vagues, d origine potentielle ou cinétique liée au déplacement de la surface de la mer sous l action de la houle (mouvement oscillatoire des couches superficielles de l eau dû au frottement du vent sur la surface) ; l énergie thermique des mers, qui exploite la différence de température entre les eaux superficielles et les eaux profondes des océans ; l énergie osmotique, qui exploite le phénomène d osmose entre l eau douce et l eau salée, par exemple au voisinage des estuaires, où ces deux eaux se mélangent ; la biomasse marine, qui exploite les algues et le phytoplancton par gazéification, fermentation ou combustion. POUR EN SAVOIR PLUS, Consultez le lien suivant sur le site 11

14 Direction Production Ingénierie Le groupe EDF est certifié ISO Août 2013 EDF Direction Production Ingénierie Direction de la Communication Cap Ampère 1, place Pleyel Saint-Denis Cedex Siège social : 22-30, avenue de Wagram, Paris SA au capital de euros RCS Paris Réf. :ENE Barrage de La Rance : Vue du bassin à marée haute, remous suite à l ouverture des vannes. EDF/Bruno Conty