Rapport d étude. Date 17/06/2008 Référence affaire A408023/01 Version 2

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1 Estimation des coûts de raccordement au réseau EDF des équipements en micro-centrales dans le cadre du projet de reconstruction des barrages de l Aisne Rapport d étude Date 17/06/2008 Référence affaire A408023/01 Version 2

2 Informations relatives au document Historique des modifications Contrôle final : Responsable de projet Date 19/06/2008 Nom LANNOY Signature Version Date Rédigé par Contrôle externe Modifications 1 19/06/2008 Jean-François Lannoy Frédéric Ménard Stéphane Depuydt A408023/01 Rapport d étude Page 2/31

3 Sommaire 1. Introduction Contexte Objectifs de l étude Secteur concerné par l étude Le réseau électrique en France Préambule Le réseau de transport et de répartition Le réseau de distribution Estimation des coûts méthodologie et hypothèses Introduction Identification des puissances en sortie des barrages Identification du réseau d injection Définition de l architecture de raccordement Descriptif des coûts de raccordement...12 Coûts fixes 13 Coûts variables Estimation des coûts de raccordement : Synthèse et résultats 17 Annexe 1 : Estimation des coûts de raccordement par ouvrage 18 Barrages du groupe Barrage Fontenoy 19 Barrage Carandeau 21 Barrages du groupe Barrage Vauxrot 24 Barrage Herant 26 Barrage Couloisy 28 Barrage Vic sur Aisne 30 A408023/01 Rapport d étude Page 3/31

4 1. Introduction 1.1. Contexte Officiellement saisi par le Ministère de l Equipement, VNF étudie aujourd hui la faisabilité de mise en œuvre d un Partenariat Public Privé, projet portant sur le renouvellement des barrages à gestion manuelle associés à la production d énergie hydroélectrique. Dans ce contexte, il a été retenu d aborder ce projet par bassin ou par chaine de barrage, en particulier sur les bassins de l Aisne et de la Meuse Objectifs de l étude Ce document constitue l étude élaborée par Egis Mobilité, étude relative à l évaluation des coûts de raccordement au réseau électrique de 6 barrages du bassin de l Aisne potentiellement équipables en microcentrales. L objectif de l étude étant de fournir à VNF une estimation : des coûts de raccordement des centrales et des barrages au réseau électrique, des coûts d exploitation et de maintenance. A408023/01 Rapport d étude Page 4/31

5 1.3. Secteur concerné par l étude Le secteur concerné par l étude est celui du bassin de l Aisne. Les barrages étudiés sont les suivants : N de barrage Nom de barrage Subdivision 1 FONTENOY Compiègne 2 CARANDEAU Compiègne 3 VAUXROT Compiègne 4 HERANT Compiègne 5 COULOISY Compiègne 6 VIC-SUR-AISNE Compiègne A408023/01 Rapport d étude Page 5/31

6 Secteur concerné A408023/01 Rapport d étude Page 6/31

7 2. Le réseau électrique en France 2.1. Préambule Le réseau électrique permet de produire, transporter et distribuer l électricité sur tout le territoire. Il est organisé en 3 niveaux : le réseau de grand transport et d'interconnexion, le réseau de répartition, le réseau de distribution Le réseau de transport et de répartition 1 Le réseau de transport Il transporte l'énergie électrique des centres de production, des centrales électriques, aux zones de consommation et entreprises fortement consommatrices. Ce réseau représente km de lignes Très Haute Tension (THT) à volts. Ce réseau est également interconnecté avec les réseaux étrangers qui forment un ensemble européen fonctionnant à la fréquence de 50 Hz. 2 Le réseau de répartition Ce réseau achemine l'énergie électrique des grandes régions de consommation vers leurs centres de distribution régionaux ou locaux (agglomérations). Grâce à des postes de transformation, la tension volts est abaissée à des tensions de , ou volts. Ce réseau achemine également l'énergie électrique à de grands clients industriels comme la SNCF, la RATP, ou les industries (chimiques, sidérurgiques et métallurgiques). Ces infrastructures sont sous la responsabilité de RTE (Réseau de Transport d Electricité) qui assure la gestion et l entretien du réseau Le réseau de distribution Le réseau de distribution achemine l'énergie électrique des centres de distribution vers le client final. Grâce à des postes de transformation, la Haute Tension ( ou volts) est abaissée en Haute tension A (HTA volts) ou Basse Tension (BT ou 230 volts). Le réseau de distribution (tension inférieure ou égale à 50 kv, réseau HTA) est quant à lui géré par ERDF (Electricité Réseau Distribution France) via des ARD (Agences Régionales de Distribution) A408023/01 Rapport d étude Page 7/31

8 3. Estimation des coûts méthodologie et hypothèses 3.1. Introduction L estimation des coûts de raccordement de chaque barrage et microcentrale suit la méthodologie suivante : 1 Identification de la puissance réelle en sortie de chaque microcentrale, 2 Choix du réseau d injection (RTE ou ERDF) en fonction de la puissance préalablement identifiée, 3 Définition de l architecture de raccordement des barrages et microcentrales, 4 Dimensionnement des postes de transformation nécessaires au raccordement sur le réseau, 5 Estimation des coûts de Génie Civil, 6 Estimation des coûts d exploitation et de maintenance. A408023/01 Rapport d étude Page 8/31

9 3.2. Identification des puissances en sortie des barrages Les puissances indiquées dans le tableau ci dessous (puissances réelles en sortie des microcentrales) sont issues des études hydrologiques réalisées dans le cadre du projet de reconstruction des ouvrages. Nom de barrage Puissance administrative (KW) Puissance réelle (KW) FONTENOY 1118,3 782 CARANDEAU 941,8 659 VAUXROT 882,9 618 HERANT 794,6 556 COULOISY VIC-SUR-AISNE A408023/01 Rapport d étude Page 9/31

10 3.3. Identification du réseau d injection Le choix du réseau d injection (RTE ou ERDF) dépend de la puissance des installations à injecter sur le réseau. La législation en vigueur concernant le raccordement d une installation de production sur le réseau électrique stipule que : Si Puissance réelle de l installation 12 MW Puissance réelle de l installation 12 MW Alors Raccordement de l installation au réseau de transport RTE (domaine HTB) Raccordement de l installation au réseau de distribution ERDF (domaine Haute Tension A ou BT) Conclusion : les 6 sites faisant l objet du marché (représentant une puissance moyenne 750 KW et tous 12 MW) se raccorderont donc au réseau de distribution ERDF. ERDF définit les modes de tension nécessaires au transport de l énergie. Ces spécificités sont : Si Puissance administrative de l installation 250 KVA Puissance administrative de l installation 250 KVA Alors Transport de l énergie en BT Transport de l énergie en HTA 20 KV Conclusion : Chacun des barrages équipé en microcentrale sera connecté au réseau de distribution ERDF en HTA 20 KV. A408023/01 Rapport d étude Page 10/31

11 3.4. Définition de l architecture de raccordement Pour assurer le transport de l énergie produite en microcentrale et le raccordement du barrage, l architecture ci dessous devra être mise en place : Domaine Privé VNF Domaine public et privé Domaine Privé EDF Puissance et Tension dégagées BT Transformateur BT / HTA Distribution 20 KV Livraison 20 KV Microcentrale Hydraulique + Comptage (soutirage ) + Comptage (revente ) + Comptage (consommation ) Fonctionnement : Un transformateur élèvera la basse tension (400 V) en Haute Tension A (20 KV). Le transport de l énergie jusqu au point ERDF sera assuré par la mise en œuvre de câbles Haute Tension. Des cellules électriques permettront : Le comptage de l énergie vendue Le comptage de l énergie soutirée (Alimentation du barrage et des auxiliaires via microcentrale) Le comptage de l énergie consommée à EDF (Alimentation du barrage et des auxiliaires sans microcentrale) A408023/01 Rapport d étude Page 11/31

12 3.5. Descriptif des coûts de raccordement Les coûts de raccordement des microcentrales et barrages au réseau de distribution comprennent : Des coûts fixes d investissement. Des coûts variables en fonction des caractéristiques techniques des sites (puissance, éloignement géographique). Coûts fixes Ces coûts comprennent : les coûts d études détaillées, les coûts relatifs à l installation d équipements de comptage, les coûts d exploitation des installations. Coûts variables Ces coûts comprennent : la mise en œuvre de postes de transformation (dépend de la puissance des sites), les coûts de génie civil en aérien et/ou souterrain (dépend de l éloignement des sites), la mise en œuvre de câbles Haute Tension, les coûts de maintenance. Note : Les coûts décrits dans ce document ne concernent que la mise œuvre d infrastructure permettant le raccordement des installations au réseau électrique. Les montants correspondants à la MOA - MOE ont déjà été estimés dans le cadre d une évaluation préalable, raison pour laquelle ils n ont pas été pris en compte dans cette étude. A408023/01 Rapport d étude Page 12/31

13 Coûts fixes 1 Etudes détaillées Chaque projet de raccordement de barrage fera l objet d une étude détaillée imposée et réalisée par ERDF. Cette étude portera principalement sur : l identification du site d implantation, l identification des contraintes environnementales majeures, la définition technique des composantes de l installation, l identification du point de raccordement. Le coût de ces études représente un budget de 10 K HT par site. 2 Equipements électriques de comptage Le raccordement de chaque barrage et microcentrale nécessitera la mise en place de cellules de comptage Basse Tension. Pour le raccordement des microcentrales, les coûts seront relatifs: à l installation d équipements de comptage pour le soutirage d énergie, à l installation d équipements de comptage pour la revente d énergie. Pour le raccordement des barrages, les coûts seront relatifs: à l installation d équipements de comptage pour la consommation d énergie (alimentation du barrage) Le coût de cette opération s élève à 22,5 K HT par site. Les spécifications d EDF imposent la mise en œuvre d un comptage Haute Tension dans les cas suivants : soit l installation comporte plusieurs transformateurs, soit la puissance administrative du transformateur est à KVA Si cela devait se présenter, le surcoût lié à cette contrainte serait de 100 K HT. 3 Coûts d exploitation Les coûts d exploitation par site s entendent aux frais de relève et de contrôle des éléments de comptage. Les frais annuels s élèvent à : 480 HT /an/dispositif correspondant à la redevance pour le contrôle mensuel, 15 HT /an/dispositif correspondant à la redevance pour le relevé mensuel. A408023/01 Rapport d étude Page 13/31

14 Coûts variables 1 Postes de transformation Le transport d énergie de la microcentrale vers le point de raccordement ERDF HTA 20 KV devra respecter le cahier des charges d EDF qui définit la mise en œuvre d un seul transformateur HTA / BT par barrage d une puissance à KVA. Le dimensionnement et le coût de ces équipements varie en fonction des puissances réelles et apparentes en sortie des microcentrales. La puissance apparente est issue du calcul suivant : Pu apparente = Pu réelle / cos(θ) Nous avons pris l hypothèse que le facteur de puissance (cosθ) est égal à 0,8. Cette valeur est généralement rencontrée sur des installations récentes. Ces données nous amènent à identifier 2 groupes d ouvrages nécessitant des postes de transformation différents (cf. tableau ci-dessous). Nom de barrage Puissance réelle (KW) Puissance apparente (KVA) Puissance normalisée du transformateur retenue (KVA) Groupe 1 FONTENOY CARANDEAU Groupe 2 VAUXROT HERANT COULOISY VIC-SUR-AISNE A408023/01 Rapport d étude Page 14/31

15 Le réseau ERDF impose certaines contraintes techniques, notamment pour la transmission des signaux de télécommande 175 Hz. En effet, toute installation de production ne doit pas dégrader la transmission des signaux de télécommande 175 Hz. Cette dégradation de la transmission vient généralement du moteur de puissance et du variateur de vitesse des microcentrales qui peuvent engendrer une superposition d ondes (harmoniques) et perturbent ainsi les signaux de télécommande en 175 Hz d ERDF. Si ce cas se présente, le producteur doit installer à ses frais un filtre 175 Hz couplé au poste de transformation afin d obtenir des taux d injection corrects. Le surcoût de cette opération s élève à 100 K HT. Cette contrainte ci ne s applique toutefois pas sur des installations neuves, telles celles de votre futur PPP, compte tenu de la stabilité du signal des transformateurs rencontrés aujourd hui sur le marché. Nos estimations de raccordement ne prennent donc en compte que la mise en œuvre de transformateurs BT/HT. Groupe d ouvrage Fourniture et installation d un transformateur BT/HT (en HT) Groupe Groupe Montants issus d une cotation de la société Areva, fournisseur et installateur de postes de transformation pour ERDF. A408023/01 Rapport d étude Page 15/31

16 2 Coûts de Génie Civil (y compris câbles de distribution d énergie) Les coûts de raccordement électrique dépendent fortement des prestations de Génie Civil. Le raccordement s effectuera pour chaque site : soit au réseau aérien, soit au réseau souterrain. Le coût de mise en œuvre de réseaux ariens comprend : les frais administratifs (coupure et manœuvre sur réseau HTA), la fourniture et la pose de supports, la fourniture et la pose de câble Haute Tension, les moyens adaptés à la réalisation des travaux (nacelle, héliportage, levage pylône). Le coût de mise en œuvre de réseaux souterrains comprend : les frais administratifs (coupure et manœuvre sur réseau HTA), les travaux de terrassement, la fourniture et la pose de câble Haute Tension, les jonctions ou dérivations souterraines, les moyens adaptés à la réalisation des travaux. Les montants estimatifs de mise en œuvre (prix marché) sont repris dans le tableau ci-dessous : Note : nous attirons votre attention que la présence sur certains sites de roche dure de type schistes ou pierre bleue est susceptible de rendre très difficile et très chère une pose en souterrain. Type de réseau Câbles de distribution PU HT, en /ml Génie Civil PU HT, en /ml aérien 80 /ml 60 /ml souterrain 80 /ml 120 /ml (min) Coût de GC en souterrain sur roche dure 200 /ml (max) 160 /ml (moy) Coût de GC souterrain retenu pour l estimation 3 Coûts de maintenance Les coûts de maintenance comprennent essentiellement les interventions de maintenance préventive et interventions de maintenance curative. Ces coûts représentent par an environ 6 % du coût d investissement des équipements électriques installés. A408023/01 Rapport d étude Page 16/31

17 4. Estimation des coûts de raccordement : Synthèse et résultats Le tableau suivant reprend les montants estimés relatifs aux raccordements des ouvrages au réseau ERDF. Les prix min et max correspondent principalement aux distances minimales et maximales des points de livraison ERDF aux barrages (distance min= 100 mètres, distance max = 300 mètres) Note : Les coûts de Génie Civil (aérien/souterrain) ont été lissés à 160 /ml HT. Les estimations des coûts de raccordement par ouvrage sont disponibles en Annexe 1. Coûts d'investissement HT Coûts annuels de maintenance - exploitation HT Fontenoy Carandeau Sous.total groupe Vauxrot Herant Couloisy Vic-sur-Aisne Sous.total groupe TOTAL A408023/01 Rapport d étude Page 17/31

18 Annexe 1 : Estimation des coûts de raccordement par ouvrage Barrages du groupe 1 A408023/01 Rapport d étude Page 18/31

19 Barrage Fontenoy Données géographiques A408023/01 Rapport d étude Page 19/31

20 Barrage Fontenoy (suite) Caractéristique du site Distance de l ouvrage au réseau HTA : 350 mètres Coût de raccordement au réseau ERDF Distance du barrage au point de livraison ERDF = 350 mètres 1 - Coûts d'investissement 1.1 Coûts études EDF études détaillées Forfait Coûts travaux raccordement PCH câbles de distribution ml transformateur Forfait Equipements de comptage Forfait Coût raccordement barrages câbles de distribution Forfait Equipements de comptage Forfait Coût de Génie Civil (PCH ou barrage) ml Sous Total coût investissement Coûts maintenance - exploitation (annuels) 2.1 Coûts d'exploitation liés aux compteurs EDF Forfait Coûts d'exploitation et maintenance des équipements Forfait Sous Total coût maintenance - exploitation (annuel) A408023/01 Rapport d étude Page 20/31

21 Barrage Carandeau Données géographiques A408023/01 Rapport d étude Page 21/31

22 Barrage Carandeau (suite) Caractéristique du site Distance de l ouvrage au réseau HTA : Pas de données Hypothèses minimales et maximales posées : d min = 100 mètres d max = 300 mètres Coût de raccordement au réseau ERDF Distance du barrage au point de livraison ERDF = 100 mètres 1 - Coûts d'investissement 1.1 Coûts études EDF études détaillées Forfait Coûts travaux raccordement PCH câbles de distribution ml transformateur Forfait Equipements de comptage Forfait Coût raccordement barrages câbles de distribution Forfait Equipements de comptage Forfait Coût de Génie Civil (PCH ou barrage) ml Sous Total coût investissement Coûts maintenance - exploitation (annuels) 2.1 Coûts d'exploitation liés aux compteurs EDF Forfait Coûts d'exploitation et maintenance des équipements Forfait Sous Total coût maintenance - exploitation (annuel) Distance du barrage au point de livraison ERDF = 300 mètres 1 - Coûts d'investissement 1.1 Coûts études EDF études détaillées Forfait Coûts travaux raccordement PCH câbles de distribution ml transformateur Forfait Equipements de comptage Forfait Coût raccordement barrages câbles de distribution Forfait Equipements de comptage Forfait Coût de Génie Civil (PCH ou barrage) ml Sous Total coût investissement Coûts maintenance - exploitation (annuels) 2.1 Coûts d'exploitation liés aux compteurs EDF Forfait Coûts d'exploitation et maintenance des équipements Forfait Sous Total coût maintenance - exploitation (annuel) A408023/01 Rapport d étude Page 22/31

23 Barrages du groupe 2 A408023/01 Rapport d étude Page 23/31

24 Barrage Vauxrot Données géographiques A408023/01 Rapport d étude Page 24/31

25 Barrage Vauxrot (suite) Caractéristique du site Distance de l ouvrage au réseau HTA : 270 mètres Coût de raccordement au réseau ERDF Distance du barrage au point de livraison ERDF = 270 mètres 1 - Coûts d'investissement 1.1 Coûts études EDF études détaillées Forfait Coûts travaux raccordement PCH câbles de distribution ml transformateur Forfait Equipements de comptage Forfait Coût raccordement barrages câbles de distribution Forfait Equipements de comptage Forfait Coût de Génie Civil (PCH ou barrage) ml Sous Total coût investissement Coûts maintenance - exploitation (annuels) 2.1 Coûts d'exploitation liés aux compteurs EDF Forfait Coûts d'exploitation et maintenance des équipements Forfait Sous Total coût maintenance - exploitation (annuel) A408023/01 Rapport d étude Page 25/31

26 Barrage Herant Données géographiques A408023/01 Rapport d étude Page 26/31

27 Barrage Herant (suite) Caractéristique du site Distance de l ouvrage au réseau HTA : Pas de données Hypothèses minimales et maximales posées : d min = 100 mètres d max = 300 mètres Coût de raccordement au réseau ERDF Distance du barrage au point de livraison ERDF = 100 mètres 1 - Coûts d'investissement 1.1 Coûts études EDF études détaillées Forfait Coûts travaux raccordement PCH câbles de distribution ml transformateur Forfait Equipements de comptage Forfait Coût raccordement barrages câbles de distribution Forfait Equipements de comptage Forfait Coût de Génie Civil (PCH ou barrage) ml Sous Total coût investissement Coûts maintenance - exploitation (annuels) 2.1 Coûts d'exploitation liés aux compteurs EDF Forfait Coûts d'exploitation et maintenance des équipements Forfait Sous Total coût maintenance - exploitation (annuel) Distance du barrage au point de livraison ERDF = 300 mètres 1 - Coûts d'investissement 1.1 Coûts études EDF études détaillées Forfait Coûts travaux raccordement PCH câbles de distribution ml transformateur Forfait Equipements de comptage Forfait Coût raccordement barrages câbles de distribution Forfait Equipements de comptage Forfait Coût de Génie Civil (PCH ou barrage) ml Sous Total coût investissement Coûts maintenance - exploitation (annuels) 2.1 Coûts d'exploitation liés aux compteurs EDF Forfait Coûts d'exploitation et maintenance des équipements Forfait Sous Total coût maintenance - exploitation (annuel) A408023/01 Rapport d étude Page 27/31

28 Barrage Couloisy Données géographiques Barrage Poste de raccordement Barrage Poste de raccordement A408023/01 Rapport d étude Page 28/31

29 Barrage Couloisy (suite) Caractéristique du site Distance de l ouvrage au réseau HTA : 880 mètres Coût de raccordement au réseau ERDF Distance du barrage au point de livraison ERDF = 880 mètres 1 - Coûts d'investissement 1.1 Coûts études EDF études détaillées Forfait Coûts travaux raccordement PCH câbles de distribution ml transformateur Forfait Equipements de comptage Forfait Coût raccordement barrages câbles de distribution Forfait Equipements de comptage Forfait Coût de Génie Civil (PCH ou barrage) ml Sous Total coût investissement Coûts maintenance - exploitation (annuels) 2.1 Coûts d'exploitation liés aux compteurs EDF Forfait Coûts d'exploitation et maintenance des équipements Forfait Sous Total coût maintenance - exploitation (annuel) A408023/01 Rapport d étude Page 29/31

30 Barrage Vic sur Aisne Données géographiques A408023/01 Rapport d étude Page 30/31

31 Barrage Vic sur Aisne (suite) Caractéristique du site Distance de l ouvrage au réseau HTA : 220 mètres Coût de raccordement au réseau ERDF Distance du barrage au point de livraison ERDF = 220 mètres 1 - Coûts d'investissement 1.1 Coûts études EDF études détaillées Forfait Coûts travaux raccordement PCH câbles de distribution ml transformateur Forfait Equipements de comptage Forfait Coût raccordement barrages câbles de distribution Forfait Equipements de comptage Forfait Coût de Génie Civil (PCH ou barrage) ml Sous Total coût investissement Coûts maintenance - exploitation (annuels) 2.1 Coûts d'exploitation liés aux compteurs EDF Forfait Coûts d'exploitation et maintenance des équipements Forfait Sous Total coût maintenance - exploitation (annuel) A408023/01 Rapport d étude Page 31/31