Bénéfices

La vente de l'électricité produite à EDF va permettre au propriétaire de faire du bénéfice. Pour cela, il devra conclure conformément à l'article L.314 du code de l'énergie [6.1] un contrat appelé "Obligation d'achat".

Les tarifs de rachat d'électricité

Le Ministère de l'Écologie, du Développement Durable et de l'Énergie a alors défini les conditions de rémunération concernant l'énergie hydraulique dans un arrêté datant du 01/03/2007 [6.2]. Celui-ci fixe la durée du contrat de rachat d'électricité à 20 ans et propose de choisir parmi quatre options tarifaires pour toute la durée de ce contrat. Ces quatre alternatives diffèrent de par leur nombre de composantes. Ainsi, le tarif pourra être constant tout au long de l'année ou varier selon la saison ou le moment de la journée. Les différents montants sont regroupés dans le tableau ci-dessous.

- Tarifs de rachat d'électricité par EDF -

[source : [6.2] ]

Dans ce contexte, l'hiver tarifaire est compris entre le 1er novembre et le 31 mars tandis que l'été tarifaire est compris entre le 1er avril et le 30 octobre. D'autre part, sont considérées comme heures creuses les plages horaires du lundi au samedi entre 22h et 6h et le dimanche toute la journée. Enfin, les heures de pointes comprennent 2 heures le matin et 2 heures le soir de décembre à février inclus du lundi au samedi.

Il sera ainsi intéressant de comparer les bénéfices obtenus selon la formule de rachat choisie parmi les quatre alternatives.

 

L'énergie produite

          La puissance fournie $P_{fournie}$

Afin de déterminer l'énergie produite, il est nécessaire d'estimer la puissance fournie par l'installation. Or, la puissance fournie représente une fraction de la puissance installée, à savoir le produit de la puissance installée et du rendement global de l'installation.

L'étude mécanique et électrique a fourni les rendements suivants.

- Rendements des différents organes et de l'installation -

La puissance fournie est ensuite calculée comme $P_{fournie}=\rho_{eau} \times g \times Q_{turbiné} \times H_{chute} \times \eta_{global}$

où $\rho_{eau}$=1000 $kg/m^3$, $g$=9.81$m/s^{-2}$, $H_{chute}$=2.86m.

 

          Le temps de fonctionnement $T_{fonctionnement}$

Pour pouvoir déterminer l'énergie produite, il faut à présent connaître le nombre de jours de fonctionnement de la turbine par mois. L'arrêt de cette dernière se produit dans trois cas :

lorsque le débit de la rivière est inférieur au débit réservé, à savoir $Q_{réservé}=0.89m^3/s$, puisque le débit réservé ne serait alors plus restitué,

lorsque le débit de la rivière est supérieur au débit critique avant débordement du lit mineur, encore appelé débit de plein bord, à savoir $Q_{plein\_bord}$=$58.5m^3/s$ d'après l'étude hydrologique, par souci de sécurité et car la chute devient alors trop faible,

lorsque la turbine ou l'un des équipements de l'installation électrique est en panne ou en maintenance.

Remarque : Le débit minimum turbinable est de $0.24 m^3/s$ d'après l'étude mécanique. Il est inférieur au débit réservé, la turbine sera alors à l'arrêt avant d'atteindre le débit minimum turbinable. 

Le plus faible débit journalier observé depuis 1920 est de $2.30m^3/s$ ce qui est supérieur à la somme du débit maximum turbinable $Q_{turbinable}=1.2m^3/s$ et du débit réservé. Les 1.2$m^3/s$ seront, par conséquent, turbinés en permanence. Par ailleurs, sur l'ensemble des chroniques annuelles disponibles non moyennées de débits journaliers, le débit de plein bord a été dépassé environ 1 jour par an en décembre. En outre, le temps d'indisponibilité dû aux pannes et maintenances est généralement estimé à 3% de l'année soit environ 1 jour par mois.

Finalement, pour notre étude économique, on considèrera que la turbine est arrêtée 48 heures durant le mois de décembre, 24 heures tous les autres mois et que le débit turbiné est constant et égal à 1.2$m^3/s$ le reste de l'année.

 

          Le calcul de l'énergie produite $E_{produite}$

Enfin, il est possible de calculer l'énergie produite par mois grâce à la formule $E_{produite}=P_{produite} \times T_{fonctionnement}$. Les résultats sont regroupés dans le tableau suivant où "Banki" et "Vis" font respectivement référence au choix de la turbine Banki-Mitchell et de la vis hydrodynamique.

- Calcul de l'énergie produite par mois -

Comme attendu, la production d'énergie par mois dans le cas de la vis hydrodynamique est supérieure à celle obtenue avec la turbine Banki-Mitchell puisque le rendement de cette dernière est plus faible. Toutefois, dans la mesure où le débit turbiné correspond au débit maximum turbinable fixé par l'arrêté préfectoral de 2015, le débit turbiné est identique quel que soit le choix de turbine.

Par conséquent, l'écart de production entre les deux scénarios reste relativement faible.

 

Les bénéfices retirés

Les bénéfices ont ensuite été calculés à partir de l'énergie produite et des prix de rachat pour les tarifs à 1 et 2 composantes. En ce qui concerne le tarif à 4 composantes, il a fallu partir de la puissance moyenne mensuelle et calculer le nombre d'heures creuses et d'heures pleines en fonctionnement pour chaque mois de l'année. Le tarif à 5 composantes n'a, quant à lui, pas été étudié car les heures de pointe sont fixées par le gestionnaire de réseau de distribution EDF de manière locale et cette information n'a pas pas pu être récupérée. L'estimation des gains est présentée dans le tableau suivant pour les deux scénarios : turbine Banki-Mitchell et vis hydrodynamique.

 

- Bénéfices obtenus grâce à la vente de l'électricité -

 

Quel que soit le choix de turbine, la tarif à 1 composante est préférable pour cet aménagement dans la mesure où le bénéfice est légèrement plus élevé que pour les deux autres tarifs. D'autre part, la vis hydrodynamique est à première vue plus avantageuse car elle permet grâce à son rendement de dégager plus de bénéfice. Néanmoins, le coût d'achat et d'installation lié à cette turbine peut peut-être compenser cela. Une étude de rentabilité est alors nécessaire.