Le développement durable de l’Hydrolien en France, et en Europe.
Les potentiels et avantages de l’Hydrolien.
Tout d'abord il faut savoir que plus le courant est fort (vitesse élevée), plus le potentiel énergétique est élevé. La force des courants dépend de l'amplitude des marées. Cette source d'énergie est intermittente mais très prévisible ce qui en fait son avantage.
L'identification des zones favorables à la mise en place d'hydroliennes se fait donc par modélisation des vitesses de courants qui met en évidence les meilleurs gisements. Le potentiel énergétique est calculé en prenant en compte les caractéristiques des gisements, les caractéristiques techniques des machines et les contraintes du site.
→ En Europe
En Europe, le marché hydrolien s'appuie sur un potentiel estimé de 11 GW (d’après Seenheo janvier 2017).
Les gisements les plus importants se situent au niveau du Royaume-Uni et plus particulièrement en Ecosse avec un potentiel britannique estimé entre 5 à 6 GW soit plus de 60 % du potentiel européen (Conférence Institut Coriolis, 2010). La France représente le second gisement en Europe avec 4 à 5 GW du potentiel européen (MEDDE, Dossier de presse, 2013). L'Italie quant à elle présente un potentiel de 0,5 GW et le reste de l'Europe (Norvège, Grèce) 0,7 GW.
En revanche la France domine le marché Européen juste devant le Royaume Uni et se place au deuxième rang mondial juste derrière les Etats Unis .
Le site de Pentland Firth :
Ce site qui est situé en Grande Bretagne ,plus précisément en Ecosse, fait partie des sites exploités avec plus de 4 turbines existantes. Il fonctionne depuis le 22 septembre 2016 par la société MayGen. Cette dernière a pour projet une production finale de 600MW, pour le moment, elle possède plus de 6MW qui sont reliés au réseau local. La première phase du projet a eu un coût de 51 millions de livres sterlings (soit environ 57 millions d’euros) mais une fois installé, le coût reste relativement correct. De plus, après production
production des turbines, l’entretien qui a lieu seulement quelques fois dans l’année, permet à ce type d’énergie d’émettre presque aucun gaz à effet de serre et pollutions diverses : elles ne font pas de bruit, si ce n’est que quelques ultrasons inaudibles, visuelles grâce à une immersion totale. De ce fait, les ultrasons que peuvent capter les animaux marins, permettent à ces mêmes animaux de prédire la présence d’un obstacle et peuvent donc ainsi l’éviter. De plus, la vitesse de rotation des pales , leurs épaisseurs et leurs formes (arrondies) ne permettent pas de trancher les poissons qui passeraient proches de l’hydrolienne (les pales ne sont pas coupantes).
→ En France
En France, les différentes sources trouvées font état d'un gisement énergétique hydrolien exploitable compris entre 3 à 4 GW (d'après Seeneoh entre Janvier 2017).
Le potentiel hydrolien français est fortement concentré en Bretagne et Basse-Normandie avec plusieurs gisements, notamment vers Ouessant (Finistère) et autour du Cotentin.
Au début du XXIe siècle, plusieurs études sont menées sur la faisabilité d'implanter des hydroliennes dans le raz Blanchard. En 2012, la DCNS-Cherbourg conçoit un projet global (ingénierie, installation, production, maintenance) pour l'implantation d'une « ferme pilote » comprenant une dizaine de turbines de 16 mètres de diamètre. Les turbines seraient construites à Cherbourg, sur des terrains du port de commerce.
Le site du Raz Blanchard :
Le Raz Blanchard désigne le passage où sévit l'un des courants de marée les plus puissants d'Europe, situé entre la pointe ouest du cap de la Hague et l'île anglo-normande d'Aurigny, à l'entrée nord du passage de la Déroute. Il marque l'extrémité du golfe de Saint-Malo. La vitesse du courant peut avoisiner 12 nœuds lors des grandes marées d'équinoxe. Le potentiel de production d'énergie est ainsi énorme car l’eau a comme avantage d’être 800 fois plus dense que l’air et permet un bon rapport vitesse/production. Aussi ce site démontre que les courants marins sont une ressource prévisible et inépuisable.
Le site de Paimpol-Bréhat :
Le projet mené par EDF et initié en 2008, a pour but de départ de tester quatre hydroliennes devant Paimpol, au large de Ploubazlanec et de l'île de Bréhat (Côtes-d'Armor).
La technologie choisie est celle qui a été développée par la société irlandaise OpenHydro. Elle consiste en une machine de 16 mètres de haut, 850 tonnes et 0,5 mégawatts de puissance, et doit être placée pour quelques mois à 35 m de profondeur afin de tester en conditions réelles ses performances et vérifier sa bonne tenue aux conditions marines.
Le premier prototype, baptisé « Arcouest », assemblé à Brest en Bretagne, a été immergé le 22 octobre 2011 pour une durée de trois mois. Le prototype a passé six mois à -25 m en rade de Brest, puis l'hydrolienne a été ramenée à quai pour être examinée puis elle sera réinstallée devant Paimpol-Bréhat pour une mise en route de trois turbines en 2015 au lieu de fin 2013.
Le projet final regroupe quatre turbines, d'une puissance unitaire de 0,5 MW pic, devant pouvoir alimenter 3 000 logements en électricité et ainsi prouver la bonne efficience des hydroliennes ; c’est à dire qu’elles permettent de convertir environ 80% de l’énergie cinétique en électricité, par opposition au charbon et au pétrole qui ne
convertissent que 30% de l’énergie qu’ils contiennent. Les 4 mois de la seconde campagne d'essais (à -40 mètres au large de Bréhat), ont été jugés concluants en termes de rendement et de fonctionnement (des modèles de série devaient entrer en service en 2015-2016) . Puis en février 2016, EDF positionne à 40 mètres sous la mer, au large de l'archipel de Bréhat, une première hydrolienne d'un poids de 300 tonnes pour 16 mètres de diamètre, fixée sur un socle de 900 tonnes pour résister aux courants marins. Une seconde hydrolienne de la même taille l’a rejoint en mai 2016.Ces deux machines pourront produire 1 MW d'électricité soit l'équivalent de l'alimentation en électricité de 1000 foyers .Malheureusement le projet a été subitement interrompu : le communiqué précise que le projet de ferme pilote Normandie Hydro qui vise l’installation de sept hydroliennes en mer dans le Raz-Blanchard est, lui,poursuivi. En revanche, peu de détails concrets ont été communiqués à propos des raisons de la fermeture du site :"EDF et Naval Energies ont tiré le retour d’expérience de la construction, de l’immersion et des essais des hydroliennes OpenHydro sur le site expérimental de Paimpol-Bréhat. Il conduit à clore cette phase importante de développement".Ils précisent également que "le retour d’expérience de Paimpol-Bréhat bénéficiera en particulier à la ferme expérimentale de la Baie de Fundy au Canada, le projet Cape Sharp mené par Naval Energies." Ainsi, cette ferme pilote s’est arrêtée* au stade expérimental mais reste une avancée majeure dans le développement de nouvelles énergies renouvelables.* Depuis le 21/12/2017 le projet a été relancé.
→Les Hydroliennes fluviales en France
En plus de ces projets maritimes, il existe des projets d’hydroliennes fluviales qui sont implantés dans des fleuves et estuaires comme dans la région Aquitaine ( avec un potentiel estimé à 106 MW dans l’estuaire de la Gironde, avec plus d’un millier
millier d’hydroliennes de 100kW pour un marché de 300 Millions d’€). Aussi la Région Poitou Charentes présente plusieurs ressources identifiées : Coureau de la Pallice, Charentes, Coureau d’Oléron. En plus d’êtres plus petites, ces hydroliennes possèdent presque tous les avantages des autres hydroliennes: elles peuvent être placées dans des fleuves et estuaires. Il existe le projet de CNR et Hydroquest qui a pour but d’installer 39 hydroliennes fluviales à l’aval du barrage-centrale de Génissiat dans le Rhône, pour une production totale de 2MW ( ce qui évitera l’émission de 2000 tonnes de CO2 et produira l’équivalent de la production d’une commune de 2700 habitants). Le projet devrait être terminé cette année (2018)
Ainsi nous pouvons dire que l’Europe possède un fort potentiel hydrolien, tel que la France et la Grande Bretagne qui sont vouées à se développer dans cette branche énergétique. Depuis quelques années plusieurs entreprises développent des fermes d’hydroliennes comme MayGen, Sabella, DCNS-Energies, et EDF. Toutes ces fermes ont chacune leurs avantages, mais ont toutes en commun le fait que cette énergie est gratuite, prévisible, et inépuisable.
Les limites de l'Hydrolien :
Malgré ses forts potentiels et avantages, cette énergie possède tout de même ses limites qui freinent ainsi son utilisation. L’énergie hydrolienne qui parait très prometteuse aux premiers abords présente des contraintes aussi bien environnementales que techniques .
→ En Europe
Tout d’abord, interessons nous au projet de l’hydrolienne SeaGen, basée en Irlande du nord. Datant de 2008, le projet de la société Marine Current Turbines était ,pour l’époque, le plus gros projet hydrolien: « c'est quatre fois plus que n'importe quel autre projet d'hydroliennes construit jusqu'ici ». Cette hydrolienne, déployée à environ
environ 400 m du rivage, est un cas qui soulève certains problèmes. En effet Marine Current Energies suggère qu'au moins 300 mètres carrés de secteur balayé sont nécessaires pour atteindre une production commerciale réaliste et rentable. De plus, leur hydrolienne, étant l’une des plus importantes, ne balaye “que” 402 mètres carrés. On peut ainsi en déduire que la plupart des hydroliennes ne sont pas rentables. Aussi, cette même entreprise a déclaré que le coût d'installation d'une hydrolienne est de 3,8 millions d'euros pour chaque mégawatt installé, soit près d'un million de plus que pour l'éolien.Comme sur la photographie ci-dessous, cette hydrolienne présente la capacité d’être amovible, pour faciliter son entretien. En effet cela permet aussi de solutionner plus facilement de nombreux problèmes techniques occasionnant des pannes diverses.
→ En France
Le site du Raz Blanchard :
En plus du projet de DCNS-Energies, il existait un projet du nom de NEPTHYD (pour Normandie Energie Pilote Hydrolienne) et mené par le groupe ENGIE qui avait pour objectif de tester la viabilité technico-économique et de maîtriser l’exploitation de l’énergie hydrolienne à l'échelle du parc ,en installant 4 hydroliennes de 1.4MW de puissance chacune (soit 5.6MW au total). Non loin de la ferme pilote de DCNS-Energies, les hydroliennes de 16 mètres de diamètre, produites par Alstom, devaient être installées près des côtes, dans une zone à fort courant.
Mais cela n’a pas eu lieu car le projet a été abandonné par le groupe Engie, qui déclare “manquer de visibilité de la part d’un fournisseur au sujet du développement du projet” ce qui a entraîné “l’arrêt du développement du projet”. Malgré l’arrêt du projet NEPTHYD à 101 millions d”euros (qui avait été financé à moitié par des aides) cela aura permis un bon développement de la technologie. Mais tout de même ce projet aurait pu mobiliser près de 500 personnes. Le groupe dit continuer à être attentif à l’avancement des technologies.
Évoqué précédemment, la ferme pilote de Paimpol-Brehat qui a été arrêtée, s’explique aussi par de nombreux soucis techniques lors de la construction et mise au point : immobilisation en rade de Brest pendant des mois, puis de gros problèmes de corrosion sur des pièces importantes, qui expliqueraient pourquoi, mzlgré
malgré le succès de leur raccordement par EDF, les turbines n'ont jamais produit. En effet la corrosion de l’eau de mer est l’un des pires fléaux pour une hydrolienne. Il existe cependant des revêtements anti-rouille performants mais à des prix bridant leur mise en place. La rouille et la corrosion des matériaux utilisés font que ceux-ci deviennent inutilisables après le démantèlement d'une vieille hydrolienne.
Le site du Fromveur :
Dans cette zone de la France existe un projet dirigé par Sabella qui a pour partenaires Ifremer, Veolia et Bureau Veritas. Ce projet fait partie des plus avancés en France avec celui de DCNS-Energies, qui a déjà immergé l’ hydrolienne Sabella D10 (mais à cause d'un problème pendant la mise à l’eau de la bretelle du cable, l’hydrolienne n’a pas pu produire autant d’énergie que prévu). Après un an, l'hydrolienne
l’hydrolienne a été ramené à la surface pour faire des contrôles et la maintenance. Il n’était pas possible de la remonter quand ils voulaient, il a fallu attendre des conditions spécifiques, à savoir la basse mer et de faibles coefficients pour la marée ; puis il a fallu faire des tests avant de la replonger pour un cycle de 3 ans ( afin de savoir si elle pouvait retourner dans l’eau et si la corrosion l’avait abîmée). Pendant un si long séjour sous l’eau salée, l’hydrolienne a été encroutée : des algues se sont déposées, des coquillages accrochés; il faut donc les enlever pour le bon fonctionnement de l’hydrolienne. Sur les hydroliennes au fond de l’eau se développent des coquillages et des algues ce qui montre un impact sur la faune et la flore . Il est possible que ces développements perturbent la biodiversité de la zone, que les poissons pourraient être désorientés avec le changement de courant provoqué par la rotation des pâles dans une zone proche. Une étude menée par Hydro Green Energy LLC a aussi démontré qu’1 poisson sur 402 pouvait être blessé par les pales de l’hydrolienne.
Ainsi nous avons pu voir à travers les sites du Raz Blanchard et du Fromveur que toutes hydroliennes présentent leurs inconvénients. Qu’ils soient d’ordre technique ou économique ces problèmes font parfois de l’hydrolienne une source énergétique qui peut causer certaines réticences aux investisseurs.
Nous pouvons donc en déduire que l’hydrolienne s’inscrit bien en tant qu'énergie renouvelable du fait de sa gratuité, qu’elle soit prévisible et inépuisable. En revanche, même si elle reste dans un bon élan dans son inscription au développement durable, elle ne respecte pas encore les 3 branches essentielles du développement durable (économique, sociale et environnementale). Respectant parfaitement bien le cadre environnemental, elle reste malgré tout très coûteuse aujourd’hui. De plus, nous évoquerons par la suite que d’autres problèmes (notamment avec les pêcheurs), peuvent limiter son intégration dans la branche sociale.