Binôme 2 : Mise en place d'énergies renouvelables

Binôme 2 : Mise en place d'énergies renouvelables
(Jérôme Le Ster - Antoine Marty)

 

1. Contexte

Le principal frein à l'utilisation d'usines de dessalement dans le but de produire de l'eau potable est son coût rédhibitoire en énergies (Figure 1). L'osmose inverse est notamment un processus extrêmement énergivore pour produire de l'eau à un débit suffisamment important et à une salinité inférieure à 0.25mg.L-1, imposée par l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS). De nombreuses solutions sont aujourd'hui à l'étude  pour réduire d'une part le coût énergétique du procédé et pour implanter d'autre part des énergies renouvelables proches de l'usine afin de réduire son empreinte écologique.

  
Figure 1 : Structure moyenne des coûts d'exploitation d'une usine de dessalement
Source : P.Corsin, 2008

 

De plus, l'utilisation des énergies renouvelables est un enjeu majeur dans notre société actuelle qui prend de plus en plus en considération croissance, indépendance énergétique et prise de conscience écologique. La France, comme la plupart des pays de l'Union Européenne s'est définie comme objectif  20 % d'énergies renouvelables d'ici 2020. Elle se doit donc d'effectuer une transition énergétique entre le nucléaire qui est à ce jour majoritairement utilisé, et énergies renouvelables. Ainsi, cette transition a débuté avec un essor d'énergies plus ou moins controversées comme l'utilisation d'éoliennes, de panneaux photovoltaïques ou d'unités de méthanisation. Cependant, d'autres énergies et techniques sont utilisables et disponibles.

 

2. Objectifs

L'objectif de cette partie est d'étudier la possibilité de mettre en place des énergies renouvelables et de dimensionner ces installations autour de la zone d'implantation de l'usine, choisie au préalable en introduction. 

Par la suite, l'objectif sera d'établir différents scénarii de choix d'énergies (couplées ou non entre elles) afin d'ensuite étudier quel scénario est le plus rentable énergétiquement mais aussi économiquement.

 

3. Etapes et méthodologie

Pour réaliser nos différents objectifs nous avons décidé de structurer notre travail en quatre étapes :

     1. Etude de l'état actuel de la consommation énergétique d'une usine de dessalement

Suite au dimensionnement de l'usine en Vendée effectué au préalable en introduction, nous effectuerons ici une estimation de la consommation énergétique de cette installation en nous basant sur des données d'usines existantes. De plus, nous effectuerons un état des lieux des sources d'énergies actuellement utilisées et de leurs impacts environnementales.

     2. Revue des différentes énergies renouvelables potentiellement implantables en Vendée

Par la suite, nous réaliserons l'inventaire des solutions existantes en matière de production d'énergie renouvelables, un ou deux types d'installation seront ensuite retenus afin d'être étudiés plus précisément.

Énergie éolienne, marée motrice, houlo-motrice, solaire ou valorisation de la biomasse constitueront les premières pistes à étudier. L'utilisation de l'usine de dessalement vendéenne sera à prendre en compte quant au choix de l'énergie. En effet, l'utilisation de l'énergie solaire serait opportune si l'usine ne fonctionne qu'en été par exemple alors que d'autres énergies seraient à privilégier si elle fonctionne toute l'année.

La sélection primaire des sources énergétiques est par ailleurs basée sur les grands critères suivants :

  • Puissance maximale des installations
  • Espace occupé
  • Coûts d'implantation
  • Complexité de l'implantation

     3. Dimensionnement des énergies renouvelables choisies

Le dimensionnement portera sur les énergies choisies lors de l'étape précédente et devra répondre principalement aux objectifs suivants :

  • fournir suffisamment d'énergie au procédé de dessalement
  • optimiser les coûts
  • limiter la consommation d'espace

     4. Mise en place de différents scenarii et étude comparative rentabilité/coûts

Une fois les dimensionnement établis, une analyse de nos solutions sera menée afin de proposer la solution la plus avantageuse en production d'énergie et en coût de l'installation. Plusieurs scénarii seront envisageables couplant ou non différentes énergies.

4. Outils utilisés

Plusieurs outils vont être utilisés lors de la réalisation de notre projet :

 - Des logiciels de la gamme Télémac afin de modéliser les courants pour étudier les énergies houlo-motrices par exemple. Une formation à ces logiciels nous sera d'ailleurs nécessaire : nous serons ainsi aidé par Thomas EXPERT, ancien èlève de l'ENSEEIHT.

-  ArcGis afin de géolocaliser nos différentes propositions d'installations.

De plus, nous utiliserons des travaux de BEI d'années précédentes, dont deux de 2009-2010 à savoir celui sur les Pelamis (Exploitation de l'énergie de la houle au large de la Bretagne: une ferme de Pelamis pour alimenter Brest) et celui sur le dimensionnement d'une usine de dessalement (Tenue structurelle et impacts environnementaux d'une île artificielle "Palm Jumeirah").

5. Liens avec les autres binômes

Nos travaux seront liés avec les autres groupes de notre projet :

- le binôme 1 prendra en compte nos résultats dans le cadre de leur étude de l'état initial et prévisionnel en ce qui concerne les énergies

- le trinôme 3 pourrait nous aider quant à la valorisation énergétique de certains des déchets de l'usine.

6. Incertitudes

Plusieurs incertitudes sont cependant à considérer :

- La première est l'investissement important lié au coût de l'installation d'énergies peu voire pas encore présentes en France. Cet investissement aurait un impact sur le coût de l'eau, déjà élevé lorsque l'eau provient d'une usine dessalement

- La seconde est de savoir si l'usine pourrait générer sa propre énergie sans passer par un distributeur tel qu'EDF. Elle pourrait ainsi amortir plus rapidement son investissement en installations d'énergies renouvelables.   

7. Calendrier prévisionnel

Le diagramme de Gantt suivant résume l'organisation des travaux de notre binôme.