Binôme 2 : Etude du potentiel courantologique, réglementation et coûts de réalisation

Ce binôme est constitué de :

Contexte et objectifs

Rappel du contexte :

Une hydrolienne est une turbine hydraulique qui utilise l'énergie cinétique des courants marins ou fluviaux à l'image d'une éolienne qui utilise l'énergie cinétique du vent. Une turbine permet la conversion de l'énergie cinétique de l'eau en énergie mécanique. Cette dernière peut alors être transformée en énergie électrique par le biais d'un alternateur.

La prise de conscience d'une ressource pétrolière limitée et onéreuse, combinée à une demande croissante en énergie résultant notamment d'une pression démographique qui ne cesse de croître, a conduis à la nécessité de développer et valoriser des énergies dites alternatives. Parmi celles-ci, nous pouvons citer l'éolien ou le photovoltaïque qui réussissent peu à peu à s'imposer. Les énergies marines sont à l'heure actuelle un stade plus émergeant. Cependant, ces dernières offrent de belles opportunités énergétiques et économiques, notamment en France qui possède le deuxième potentiel en énergie marine d'Europe derrière le Royaume-Uni. C'est pourquoi le Président de République, François Hollande, a lancé le 30 Septembre 2013 un appel à projet pour des fermes pilotes d'hydroliennes au large des côtes du Cotentin et du Finistère. Les bénéficiaires du développement de tels projets sont nombreux. On peut ainsi penser aux nombreuses îles qui souffrent très souvent d'une sérieuse dépendance énergétique dont les coûts sont élevés, mais qui possède un réel potentiel en énergie marine.

Iles d'Ouessant et de Molène avec la passe de Fromveur (source : Wikipédia)

Iles d'Ouessant et de Molène avec la passe de Fromveur (source : Wikipédia)

Objectifs :

L'archipel de Molène situé dans la mer d'Iroise au niveau du Finistère se caractérise par son plateau de faible profondeur ainsi que par de forts courants. Ces derniers participent à une stimulation et une émulation de la vie aquatique.

Au sein de ce projet, notre rôle principal est de quantifier et caractériser les courants marins entre les îles d'Ouessan et de Molène, notamment au niveau du passage de Fromveur, où les hydroliennes doivent être implantées. Nous étudierons deux types de forçages responsables de courants de modules intéressants : le vent et la marée. 

Ensuite, nous nous pencherons dans un second temps sur des aspects concernant la réglementation et les coûts de réalisation du projet. Nous détaillerons ainsi l'ensemble des démarches administratives à prévoir avant l'installation et la mise en service d'un parc hydrolien.

Méthodologie

I- Etude du potentiel courantologique :

Une première étape consiste en une recherche bibliographique afin de bien comprendre le mécanisme de génération des courants marins ainsi que les principaux paramètres qui les contrôlent afin de réaliser une modélisation convenable.

La seconde étape est l'acquisition et la validation de données bathymétriques qui correspondent pleinement au domaine de notre étude. Ces dernières devront être adaptées de manière à être importées dans le logiciel de maillage Matisse. Il faudra ensuite déterminer les caractéristiques de la marée en ce lieu ainsi que les données climatologiques du vent (direction, intensité). Les statistiques concernant ce dernier pourront être obtenues par le biais de Météo France. Les coefficients de marées ainsi que les hauteurs d'eau qui y sont associées peuvent être facilement trouvés sur internet sur le site du SHOM par exemple, ou en s'adressant directement à une capitainerie.

La troisième étape de cette partie est la mise en place de simulations numériques à l'aide du logiciel Télémac développé par EDF. Nous prendrons tout d'abord le soin de déterminer et détailler les hypothèses et les simplifications que nous serons amené à faire. Nous tiendrons compte de chacun de ces deux forçages séparément puis nous les couplerons. Afin de valider les résultats obtenus et les hypothèses que nous aurons été mené à poser, il serait intéressant de les comparer d'autres résultats numériques ou à des observations.

Afin de mener à bien cette simulation numérique, l'équipe enseignante de l'ENSEEIHT traitant de l'hydrodynamique littorale et côtière ou de la modélisation des écoulements environnementaux pourra être contactée. On peut ainsi penser à Mrs Dominique Astruc, Ludivic Cassan ou Jacques Chaborda.

 

II- Etude de faisabilité administrative et économique :

Il existe des contraintes administratives et réglementaires qu'il faut satisfaire pour mener à terme ce projet d'implantation d'hydroliennes. On détaillera alors le cadre législatif régissant les espaces maritimes ainsi que celui gouvernant la mise en place de telles installations. Il faudra aussi déterminer, cibler et essayer de contacter les principaux acteurs et bénéficiaires d'un tel projet (élus, services de l'état, EDF, Sabella, DCNS etc.).

D'autre part, il faudra effectuer une recherche bibliographique ou contacter un constructeur pour estimer les seuls coûts d'implantation. Les contacts que nous avons et qui pourront nous être utiles concernant cette question sont EDF et Sabella. Il sera aussi judicieux d'identifier les différentes subventions qui pourront être allouées, que ce soit au niveau des municipalités, de la régions ou encore de l'état. Enfin, on pourra se pencher sur la question de la maintenance d'un parc hydrolien.

 

Outils :

-Etude du contexte réglementaire : Agence de l'environnement et de la maitrise de l'énergie, MEEDDAT (Ministère de l'Ecologie, de l'Energie, du Développement Durable et de l'Aménagement du Territoire), CEREMA (Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement), le Droit de la Mer etc.).

-Etude courantologique : TELEMAC 

-Analyse de données/traitement statistique : Matlab/R/Excel

-Données bathymétriques : Dalle bathymétrique fournit par le SHOM

Planning prévisionnel

Afin d'organiser notre travail de manière optimale au cours de ces six semaines de Bureau d'Etude Industriel, nous avons établis un diagramme de Gantt spécifique à notre binôme. Ceci peut s'avérer bénéfique afin d'organiser de manière optimale les différentes tâches que nous aurons à réaliser mais aussi pour parer aux éventuels contre temps inhérents à la gestion de projet. Des réunions de groupes avec tous les autres membres du projet sont envisagées toutes les semaines. Ceci dans le but de mettre en commun les résultats obtenus et de faire le point sur les solutions à envisager pour répondre à la problématique qui a été fixé au départ. A noter que l'étape concernant l'étude de la réglementation s'effectuera au tout départ en parallèle des autres tâches. Il sera alors possible de cibler les zones où les hydroliennes peuvent être placées et ainsi focaliser les études en ces lieux précis.

L'ensemble des tâches présentées dans ce cahier des charges du binôme 2, ainsi que la tenue du site internet qui se fera au fur et à mesure de l'avancée du projet, sont envisagés comme étant le travail conjoints des deux acteurs concernés. Cependant un partage des tâches pourra s'effectuer si ces derniers le juge nécessaire le moment venu. Ceci s'inscrirait dans un souci de rapidité et d'optimiser le temps de travail.

 

 

Diagramme de Gantt présentant les six semaines du projet

Situation dans la globalité du projet

Nous serons en contact avec le binôme et le trinôme tout au long des six semaines de ce projet à raison d'au moins une réunion chaque semaine. Cette dernière aura pour but de s'assurer du bon état de marche de l'étude, d'une bonne cohésion au sein du groupe mais aussi de partager les résultats obtenus et les difficultés rencontrées.

En ce qui concerne l'interaction entre les sous-groupes :

• Le trinôme aura besoin des résultats de l'étude courantologique pour connaître au minimum l'ordre de grandeur de l'intensité des courants marins dans la zone considérée. Nous serons donc éventuellement amené à affiner notre étude pour répondre à leurs besoins. Le type et les caractéristiques de la machine choisie seront d'autre part essentiels dans notre estimation des coûts.

• Vis à vis du binôme 1, nous serons intéressé par la cartographie du site afin de bien comprendre et visualiser la région étudiée. Réciproquement, ces derniers pourront avoir besoin de nos données de vent, de marnage, de courants afin d'affiner cette cartographie. D'autre part, nous pourrons mettre en relation nos recherches et résultats, notamment ceux concernant la réglementation et le coût de réalisation du projet. En effet, les études d'impacts (environnementales tec.) qui seront réalisées sont à mettre en lien direct avec la réglementation en vigueur et auront des conséquences sur les coûts.