Centre d Ingénierie Hydraulique Maréol Marémotrices & Eoliennes, 27 Antoine LIBAUX, Pierre BRUN 5 Mai 214
L énergie marémotrice, Oubliée? Des idées de projets grandioses Caquot Baie du Mont St-Michel Et pourtant : Renouvelable Totalement prédictible tant que la lune tournera autour de la terre Indépendante des changements climatiques Mareol - Coriolis, 5 mai 214 2
MAREOL : CONTEXTE Objectifs / Europe sur le % d Enr Impossibilité d atteindre les critères (Fr) avec l Hydraulique et l Eolien Tendance : baisse du productible hydroélectrique (4 ans à venir) Couplage éolien / marémoteur : «reverdir» l éolien français Eolien off-shore : énergies intermittentes -> pompage Aucun déplacement de population Vecteur clé de développement économique local Préfiguration de projets plus importants en France et dans le monde Mareol - Coriolis, 5 mai 214 3
MAREOL : Caractéristiques techniques Bassin double (bassin niveau haut + bassin niveau bas) Usines (turbines) et/ou une stations de pompage Champ d'éoliennes sur digue et dans les bassins, destiné à alimenter en partie les pompes Prototype de 2 ou 5 km2 et projet industriel futur de l ordre de quelques centaines de km2? Mareol - Coriolis, 5 mai 214 4
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MAREOL : Challenges, contraintes et réflexions Environnemental : Socio-économique + Env. Technologique : GC : importance des travaux en mer + disponibilité matériaux de construction EM : couplage pompage turbinage assurant le meilleur rendement possible pour les débits d équipement élevés et des marnages très importants + Equipement électromécanique en milieu marin Occupation du DPM vis-à-vis de l environnement avec un projet de taille très importante Définition du projet / Zones potentielles / Analyse de brevets Simulations de fonctionnement Pré-Dimensionnement du champ d'éoliennes, des usines et des ouvrages de GC Etude environnementale Etude économique Mareol - Coriolis, 5 mai 214 6
MAREOL : Equipement et Génie-Civil 2 bassins de 1 km² chacun Chaque bassin : usine de 12 groupes bulbes 24 MW Chute nette nominale : 5,6 m Débit nominal : 5 m3/s Raccordement : coût marginal Conditions marines Conditions géologiques et géotechniques Niveaux d eau dans les bassins Analyse conceptuelle (type de digues) Mareol - Coriolis, 5 mai 214 7
Analyse préliminaire des sites Bathymétrie, profondeurs, géomorphologie Géologie Environnement Acceptabilité Amplitude Marée Mareol - Coriolis, 5 mai 214 8
Amplitudes des marées recherche des zones favorables Mareol - Coriolis, 5 mai 214 9
MAREOL : FONCTIONNEMENT / OBJECTIFS Maximiser le productible énergétique annuel Minimiser le coût d investissement machines (et vannes) Si pompage : optimiser son utilisation, minimiser son coût Assurer la continuité de la fourniture d énergie (nette, positive) en sortie de l aménagement Offrir la souplesse suffisante permettant De prédire et respecter le programme de production La valorisation tarifaire Mareol - Coriolis, 5 mai 214 1
MAREOL - CONCEPT Mareol - Coriolis, 5 mai 214 11
Fonctionnement VHALS Marées Forte Amplitude Niveaux, m 1-1 Niveaux de la Mer et des Bassins Mer BNB BNH Puissance, MW Puissance, MW Puissance, MW 3 2 1 2 1 2-2 173 1735 174 1745 175 1755 176 1765 177 Puissance Bulbes TD BNB TD BNH 173 1735 174 1745 175 1755 176 1765 177 Puissance Pompes 173 1735 174 1745 175 1755 176 1765 177 Puissances nettes 173 1735 174 1745 175 1755 176 1765 177 temps, h P BNB P BNH T-P BNB T-P BNH Mareol - Coriolis, 5 mai 214 12
Concepts 1. Fonctionnement VHALS Marées Faible Amplitude Niveaux de la Mer et des Bassins Niveaux, m Puissance, MW Puissance, MW Puissance, MW 5-5 -1 3 2 1 2 1 2-2 687 6875 688 6885 689 6895 69 695 691 Puissance Bulbes 687 6875 688 6885 689 6895 69 695 691 Puissance Pompes Mer BNB BNH TD BNB TD BNH 687 6875 688 6885 689 6895 69 695 691 Puissances nettes 687 6875 688 6885 689 6895 69 695 691 temps, h P BNB P BNH T-P BNB T-P BNH Mareol - Coriolis, 5 mai 214 13
Concepts 1. Fonctionnement VHALS Marées Moyenne Amplitude Puissance, MW Puissance, MW Niveaux, m Puissance, MW 1-1 3 2 1 2 1 2-2 Niveaux de la Mer et des Bassins 23 235 24 245 25 255 26 265 27 Puissance Bulbes 23 235 24 245 25 255 26 265 27 Puissance Pompes Mer BNB BNH TD BNB TD BNH 23 235 24 245 25 255 26 265 27 Puissances nettes 23 235 24 245 25 255 26 265 27 temps, h P BNB P BNH T-P BNB T-P BNH Mareol - Coriolis, 5 mai 214 14
Concepts 1. Fonctionnement VHALS Marées Forte Amplitude Niveaux, m 1-1 Niveaux de la Mer et des Bassins Mer BNB BNH Puissance, MW Puissance, MW Puissance, MW 3 2 1 2 1 2-2 173 1735 174 1745 175 1755 176 1765 177 Puissance Bulbes TD BNB TD BNH 173 1735 174 1745 175 1755 176 1765 177 Puissance Pompes 173 1735 174 1745 175 1755 176 1765 177 Puissances nettes 173 1735 174 1745 175 1755 176 1765 177 temps, h P BNB P BNH T-P BNB T-P BNH Mareol - Coriolis, 5 mai 214 15
MAREOL, une idée à poursuivre Concept «VHALS» Quelle Méthode d Optimisation est la mieux adaptée? Continuité de production relativement difficile à lisser Ordres de grandeur, puissance installée / productible 15 à 3 MW/km2 (suivant site et mode de fonctionnement) 2 à 4 GWh/km2 (suivant site et mode de fonctionnement) Les solutions multi-bassins méritent d être approfondies Une nouvelle technologie de machine hydraulique doit être développée, en particulier à vitesse de rotation variable C était l ambition de Rolls Royce pour le projet SEVERN Mareol - Coriolis, 5 mai 214 16
MAREOL : Un parc éolien couteux Puissance, productible et coût x à x MW / km2 suivant les conditions de site et l option (éoliennes sur digues ou sur digue + intra bassins) x à x GWh / km2 suivant les conditions de site et l option (éoliennes sur digues ou sur digue + intra bassins) xxxx k / MW suivant les conditions de site Mareol - Coriolis, 5 mai 214 17
MAREOL : Enjeu environnemental et sociétal Effet physique sur le milieu aquatique : Occupation d une surface Obstacle dans milieu «mouvant» (marée, houle, sédiments, vie, usage) Effet sur le milieu biologique (benthique // pélagique // aérien) Effet sur les usages de la mer (pêche, aquaculture, navigation, extraction.) Effet sur le milieu terrestre : Besoin de beaucoup de matériaux (carrières) Phase chantier (transport matériaux, plate-forme, ) Evacuation de l énergie produite (lignes THT) Effet sur le milieu «naturel» et les paysages Effet sur les usages du littoral, la socio-économie COMPARAISON DES SITES (aspect physique, vie marine, socio économie) : SYNTHESE DIFFICILE! Mareol - Coriolis, 5 mai 214 18
MAREOL : Synthèse Economique Digues : xx à xx % du coût d investissement ( > xx k /ml) : enjeu majeur Difficulté d établir des prévisions et pronostics sur l évolution de l état du marché et des prix à un horizon «lointain» Paramètres avec peu d impact : durée de l exploitation, le coût de la déconstruction Paramètres sensibles : technologie des digues, choix du site, installation d éoliennes intrabassins Coûts de pompage pénalisant Coût de construction élevé Puissance installée forte mais production nette faible Coût de production : > Coût de l éolien Offshore Projet complexe, challenge, rentabilité difficile à atteindre, mais étude d opportunité = première réflexion ; Nécessité d engager des études complémentaires (type de digue, optimisation des équipements et du fonctionnement, ) Mareol - Coriolis, 5 mai 214 19
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