> Une étude sur le potentiel britannique en énergie d’origine marémotrice - juillet/août 2007

Le 18 juillet 2007, la société d’ingénierie ABPMER spécialisée dans le domaine maritime a rendu public un rapport d’étude concernant le potentiel britannique de production d’électricité à partir de l’énergie des marées. Ce travail vient compléter l’atlas britannique des ressources marines en énergie renouvelable (Atlas of UK Marine Renewable Energy Resources) publié en septembre 2004. Il va offrir la possibilité aux entreprises souhaitant investir dans des projets d’exploitation de l’énergie marémotrice de disposer d’informations indispensables pour réaliser un choix d’implantation rapide, fiable et d’opter pour une technologie adaptée au site choisi. De même, il permettra au gouvernement britannique de modifier sa stratégie énergétique de manière à utiliser efficacement le potentiel marémoteur disponible.

Ce projet financé principalement via le programme NPower Juice a mis en application une méthodologie transparente et complète permettant l’identification et la quantification des ressources en énergie marine exploitables dans les eaux territoriales britanniques.

NPower Juice
Il s’agit d’un programme développé en 2001 par NPower, fournisseur d’électricité britannique, en partenariat avec Greenpeace UK. Ce projet vise à accroître la part des énergies renouvelables dans l’électricité distribuée au Royaume-Uni. En effet, pour chaque unité électrique achetée par ses consommateurs, NPower s’engage à acheter une unité électrique produite à partir de sources renouvelables.

ABPMer a profité de nouvelles sources de données au niveau local (données expérimentales, projets existants, relevés ponctuels) pour mettre à jour le descriptif de 2004 et incorporer les résultats obtenus dans un Système d’Information Géographique (SIG, logiciel permettant de mettre en relation des données alphanumériques avec des cartes ou plans). L’objectif final de l’étude était d’exploiter cette nouvelle cartographie afin de :

  • localiser les zones marines présentant les propriétés physiques nécessaires au déploiement de technologies de production d’électricité à partir des marées ;
  • identifier les éventuelles contraintes spatiales liées à l’aménagement de l’environnement marin ;
  • quantifier la capacité maximale de production pouvant être installée et les rendements énergétiques potentiels annuels d’ici dix ans.

Globalement, l’étude s’est déroulée en cinq grandes étapes toutes menées par ABPMer.

1ère étape : Sélection des technologies potentielles de conversion d’énergie

ABPMer a sélectionné 35 appareils de conversion d’énergie correspondant à des technologies déjà éprouvées ou en cours de développement. Cependant, seules 21 de ces systèmes ont été inclus dans l’étude, l’accès aux informations techniques pertinentes étant particulièrement restreint concernant les 14 appareils écartés. Le groupe en charge de l’étude a décidé de rassembler ces appareils par type de technologie : cinq ensembles caractérisés par une profondeur d’installation et un seuil minimal de la vitesse moyenne du courant à marée montante (min. MSPC pour minimum Mean Spring Peak Current) permettant le fonctionnement efficace du système.

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Tableau 1 : Les différents types de technologies de conversion d’énergie considérées dans l’étude d’ABPMer et leurs caractéristiques de fonctionnement
Source : ABPMer

2ème étape : Détermination des zones susceptibles d’accueillir des installations de conversion d’énergie

A partir des spécifications techniques fournies par les constructeurs de chacun des appareils sélectionnés et des contraintes physiques liées à la configuration géographique des eaux territoriales britanniques, le groupe d’étude a pu identifier les zones jugées « intéressantes » (AOI pour Areas Of Interest). La surface cumulée de toutes ces zones représente environ 27 900 km² (soit 3,1 % des eaux territoriales britanniques) disponibles pour le déploiement de technologies de conversion de l’énergie des marées. Etant donné que la plupart des 21 technologies retenues imposent des contraintes physiques comparables, les AOI comportent un grand nombre de zones de chevauchement utilisables avec plusieurs types d’appareils. Cependant, les technologies possédant le meilleur potentiel de déploiement appartiennent aux groupes A et C (turbines classiques à axe horizontal et à axe vertical), puisqu’elles pourraient être mises en place sur 3 % des eaux territoriales du Royaume-Uni. Par ailleurs, l’étude révèle que le potentiel marémoteur en eaux profondes (entre 40 et 100 m) représente environ 50 % des AOI.

3ème étape : Exclusion des zones de cohabitation impossible

En complément de l’étude, ABPMer a regardé de plus près les AOI déterminées plus haut et a pu mettre en évidence trois types de zones :

  • les zones où existent déjà des activités pouvant cohabiter avec une installation de conversion d’énergie des marées (zones de pêche, d’entraînement militaire, de nautisme ou de navigation commerciale, anciennes réserves pétrolières ou gazières, les zones protégées) ;
  • les zones où existent déjà des activités ne permettant pas de cohabitation avec une telle installation de production d’électricité (zones accueillant déjà des câbles sous-marins ou des oléoducs, zones de dragage de granulats marins, parcs éoliens off-shore, zones de proximité des plates-formes pétrolières ou gazières, etc.)
  • les zones vierges de toute activité.

Si l’on exclut des AOI, l’ensemble des zones ne pouvant cohabiter avec des appareils de production d’énergie à partir de la marée, on obtient une surface exploitable de 24 500 km². Cependant, les modalités de coexistence de différentes installations de toute nature en milieu marin devraient évidemment faire l’objet d’une étude plus poussée dans le cadre de projets d’aménagement d’un futur parc énergétique.

4ème étape : Calcul de la capacité maximale pouvant être installée

ABPMer a cherché à calculer quelle serait la capacité maximale installée en considérant deux hypothèses : les zones exploitables appartiennent aux AOI (excluant les zones de coexistence impossible) ; les installations prises en compte ayant une capacité comprise entre 5 et 30 MW/km² (pour des raisons de viabilité économique). Ainsi, le groupe d’étude prévoit une puissance maximale installée comprise entre 19 GW et 39 GW, avec une moyenne à 36 GW en prenant en compte les zones de chevauchement de plusieurs technologies. En particulier, les sites pouvant accueillir des installations de forte capacité (30 MW/km²) sont localisés autour des îles anglo-normandes, de l’île de Wight, au large du Pays de Galles ou au nord de la Manche.

5ème étape : Calcul prévisionnel de la production énergétique potentielle

L’étude de la quantité d’énergie pouvant être produite annuellement par conversion de l’énergie des marées doit s’appuyer non seulement sur la cartographie des zones d’accueil des installations mais aussi sur les rendements des installations envisagées. C’est le principe utilisé par ABPMer, en ne considérant que les installations situées à moins de 40 m de fond, car les données concernant le rendement des appareils au-delà de cette profondeur ne sont pas assez fiables actuellement. Un calcul permet d’obtenir la puissance instantanée produite en prenant en compte la densité de l’eau, la vitesse du courant de marée (élevée au cube), la surface efficace de l’appareil, l’efficacité du générateur et un coefficient de conversion énergétique. De cette manière, le groupe d’étude a évalué le potentiel annuel de production à 94 TWh, ce qui correspond en fait à environ un tiers des consommations britanniques d’électricité chaque année. Il est à noter que ce modèle ne tient pas compte des périodes de mauvais fonctionnement ou de maintenance des installations ; ABPMer a fait l’hypothèse que les installations fonctionnaient 24 h / 24 au maximum de leur capacité. Ce résultat pourrait faire office de référence concernant les rendements optimaux des installations, en vue de la mise en place de mesures politiques et économiques pour exploiter au mieux les ressources en énergie marémotrice du Royaume-Uni.

6ème étape : Evaluation du potentiel en énergie marémotrice exploitable d’ici 5 à 10 ans

Le déploiement des installations de conversion de l’énergie des marées dans les dix prochaines années dépendra fortement de la politique énergétique, des facteurs économiques et des avancées technologiques du pays. Cela nécessitera forcément la création d’une chaîne d’approvisionnement robuste, efficace et d’une réglementation adaptée. Dans son évaluation finale, ABPMer a décidé d’identifier les 50 cellules (unités géographiques pour lesquelles le potentiel de déploiement a été calculé individuellement) les mieux adaptées. Ces cellules correspondent grosso modo à une dizaine de zones géographiques distinctes. Ainsi, d’ici 5 à 10 ans, l’étude prévoit le déploiement possible de 569 installations organisées en fermes de 30 MW de capacité, la puissance totale installée dans les eaux territoriales britanniques atteignant 1,5 GW. Cela suppose une production annuelle de 4,3 TWh.
En parallèle, en n’imposant aucune limite de taille sur les fermes (la limite de 30 MW correspond à un nombre d’installations permettant aujourd’hui de conserver une efficacité convenable), la capacité installée passe à 9,5 GW permettant de générer jusqu’à 27,6 TWh par an.

En conclusion, ABPMer présente son document comme un point d’appui pour les acteurs du secteur énergétique, mais appelle à des mises à jour futures concernant l’affinement des résultats à partir de paramètres techniques de fonctionnement des installations plus précis et encourage le développement d’études locales focalisées sur un site précis identifié comme source d’énergie marémotrice majeure. Cet atlas est rendu public alors que le livre blanc sur l’énergie de mai 2007 a réaffirmé le rôle des énergies marines dans la stratégie britannique de lutte contre le changement climatique, avec, notamment, une augmentation des incitations à produire de l’électricité à partir des sources marines via la réforme des Renewables Obligations.

Auteur : Xavier THIERRY


Sources : ABPMer, News & events, 18/07/2007, www.abpmer.co.uk ; NPower, Green Energy, www.npower.com

publié le 11/09/2007

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