Les Energies Marines Renouvelables en Polynésie

française

Potentiel – Etat des lieux – Technologies – Perspectives

Séminaire Energies Renouvelables2 mai 2012

Damien Marigliano et Marc Taquet

Centre Ifremer du Pacifique

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Le Concept des énergies renouvelablesQu’est ce que c’est?Une énergie est dite renouvelable lorsque les stocks se reconstituent ou sont inépuisables.

Origine:La source primaire de l’ensemble des énergies renouvelables est le soleil (sauf géothermie et énergie marémotrice).Les différentes sources d’énergies renouvelables:

Le soleil L’eau Le vent La géothermie La biomasse l’Océan

Les Energies Marines renouvelables:Sources: caractéristiques physiques et les mouvements de l’océan.Courants marins et côtiers HouleMaréeVent marinGradient de TempératureGradient de salinitéBiomasse (algue)

Turbines hydroliennesRécupérateur de houleBarrage Eoliennes offshoresUsine thermique ETMOsmose inverseCarburant

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Courants des passes. (P : kW à 2 MW)Energie cinétique Energie Mécanique Energie ElectriqueMasse d’eau forcée - Vitesse > 2m/s - Tuamotu

Les ressources privilégiées:

Gradient thermique: Energie Thermique des Mers: Exploite la différence de

température fond-surface > 20°C. Principe d’une centrale thermique classique. (P ~ 10MW, 15% énergie de Tahiti).

« Sea Water Air Conditionning »: Ne produit pas d’électricité, mais du froid (climatisation). Réduction de la consommation d’énergie électrique. (Bora Bora, Tetiaroa)

Houle, exploitation offshore et nearshore. (P : 0.5 à 1 MW) Off-shore: houle au large, récupération de l’énergie de l’onde

(mouvement verticaux et horizontaux) par des systèmes flottants, semi-submersibles ou sous marins.

Near-shore: Vague qui déferle, Impact et déversement

Les EMR en Polynésie

AlternateurHydrolienne

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Situation énergétique en Polynésie française Total: 740

GWh/an, 3 MWh/an/hab.

Tahiti: 70% population - 77% de l’électricité

Bora Bora: 6.6% de l’électricité.

Moorea: 5.3% de l’électricité

Ilsv (4): 5.2% Tuamotu: 3 % Marquises: 1.8 % Australes: 1.1 %

France: 520 TWh/an, 7 MWh/an/hab.

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La part des énergies renouvelables (PF)

Bilan énergétique: 740 GWh de production électrique par an. 225 GWh/an, ie 30%, issues de ressources renouvelables. + 98 % de l’hydroélectricité. Tahiti

Objectif fixé par le Pays est 50 % d’énergie renouvelable pour 2020.

Où trouver les 20% manquants? Hydroélectricité, Tahiti, Raiatea, Marquises. (réticences populations, impact

environnement) Solaire, (efficacité, structurer et contrôler la filière) Eolien, quelques sites terrestres. (questions du foncier, variabilité et force des vents) Les EMR: une palette variée de ressources à adapter en fonctions des sites et des

besoins. Phase développement. Maitrise de la consommation.

Enjeux multiples pour le pays:Economie, indépendance énergétique (pour 2030), environnement (CO2) et risques de pollution, développement technologique pour l’emploi local.

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La filière hydrolienneLa composante EMR la plus dynamique: ~ 100 concepts recensés par l’European Marine Energy

Center (EMEC). 4 grandes familles: axe horizontal, axe transversal,

batteur et effet Venturi. Phase de tests et d’installations préindustrielles

(Bretagne, EDF et OpenHydro). Production en champ de grande capacité (100 à 500

MW).

Pourquoi l’hydrolien en Polynésie? Existence d’un potentiel énergétique (courants > 2m/s) dans

plusieurs passes des Tuamotu notamment, Villages proches des passes, Besoins relativement modestes, Réduction de l’empreinte carbone, Coût de l’énergie actuellement très important (gasoil,

transport maritime ….) Danger écologique dû au transport et à la manipulation de

gasoil en fûts;

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Etude sur Hao:

Buts: Evaluation du gisement hydrolien de l’atoll. Définition et réalisation d’un protocole de suivi hydrodynamique d’une passe. Caractérisations des sites polynésiens éligibles.

Le site: 4ieme plus grand atoll de Polynésie (720 km²) Une passe unique (L: 300 m - p: 10m) Courants violents annoncés (+ de 12 nœuds)

Le dispositifs: Deux ADCP:

mesure des courants par effet Doppler. Mesure les courants (vitesse et direction) en 3D sur l’ensemble de la colonne d’eau

5 missions en 12 mois Une équipe de plongeurs professionnels Moyens maritimes et de plongée Soutient logistique

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Océan

Lagon

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Exemple de données

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Résultats: Courants max : 8 nœuds (4m/s) Courant sortants dominants :en temps (70%) et en force (8 nœuds / 5 nœuds) 2 Directions seulement: rentrant et sortant Durée de la renverse: très courte Forte influence de l’ensachage 2 Saisons bien marquées (saisons de la houle)

Calculs de puissance:

Vitesse cm/s FréquenceProduction théorique vitesse médiane/an

(kWh/an)*[0 ; 50[ 9.8  % 13[50 ; 100[ 16.3  % 575[100 ; 150[ 25.9  % 4228[150 ; 200[ 22.9  % 10258[200 ; 250[ 16.9  % 16089[250 ; 300[ 6.9  % 11994[300 ; 350[ 1.1  % 3156[350 ; 400[ 0.1  % 441

Total (kWh/an)* 46753* Pour une surface S de 3 m².

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Conclusions de l’étudeSur l’atoll de Hao: Gisement hydrolien trop faible hors seuil de la passe. (Point A)

Gisement réel en milieu de passe, limité par les faibles profondeurs et l’activité maritime.

Indications importantes sur le choix d’un prototype adapté pour la site de Hao: hydrolienne de petite taille, à axe transversal à implanter sur le coté droit de la passe.

Pour l’ensemble de la Polynésie: Une méthodologie de suivi hydrodynamique approuvée et rodée à répéter. Caractérisation des sites à fort potentiel: Passe de profondeur > 12 m, à fort

courants estimés, proche d’un village.

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Perspectives et développement du secteur hydrolien en PF

Evaluation du potentiel en Polynésie, campagnes de mesures et

cartographie des passes. Cartes des sites éligibles. Recherche de financement R&D. Définition et développement d’un prototype adapté aux

conditions polynésiennes. Installation et test d’un ou deux démonstrateurs. Premier raccordement au réseau et exploitation.

2012

2014 - 2015

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Conclusion générale sur l’utilisation des EMR en PF

Filière en recherche et développement, stade préindustriel. Potentiel intéressant (ETM, houle, courants) en Polynésie française, à

caractériser Importance du mix énergétique pour atteindre les objectifs pour 2O2O. Développement d’une filière professionnelle. Opportunité pour la Polynésie de devenir une vitrine des EMR en milieu

tropical et isolé. Question du stockage de l’énergie, impacts environnementaux à long

terme.

Mauruuru