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RÉSUMÉ
Cet article traite de la production d'électricité par les petites centrales hydrauliques. Il en existe de nombreuses (environ 1800 en France), mais la modernisation des composants permet de rentabiliser de nouveaux équipements ou de réhabiliter d'anciens pour améliorer leur rendement. L'engagement des pouvoirs publics, pour développer les énergies renouvelables redonne une opportunité à la petite hydroélectricité. Sur les torrents et sur les rivières, on peut équiper de petites unités de quelques kilowatts jusqu'à quelques milliers de kilowatts. L’article décrit le cursus d'une réalisation depuis l'étude de rentabilité jusqu'à l'exploitation avec des descriptions simples des types d'ouvrages et des matériels.
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Pierre Lavy : Ingénieur École Nationale Supérieure d’Ingénieurs en Électrotechnique de Grenoble - Ancien Directeur de filiale de petites centrales - Ancien Directeur Technique de l’Hydraulique d’EDF, Saint Denis, France
INTRODUCTION
L’énergie hydroélectrique est une composante essentielle des énergies renouvelables et de la réduction de l’effet de serre.
En France comme en Europe, les aménagements importants ont été construits dans les décennies passées. Leur exigence de forte capitalisation et leur longue durée de vie font que la « grande » hydraulique n’a plus de développement important en Europe. Cependant, elle demeure un élément fondamental pour la régulation et la stabilité des grands réseaux interconnectés, du fait de sa souplesse d’utilisation, de sa rapidité de réponse et de sa disponibilité. Ces qualités sont de plus en plus indispensables pour compenser l’irrégularité des productions éolienne et solaire.
Les réglementations nationales et européennes, favorisant le développement des énergies renouvelables, ont été mises en place pour diminuer les productions d’énergies polluantes ou accentuant l’effet de serre. La transition énergétique voulue par la COP 21 a fixé des objectifs ambitieux. Des politiques de prix ont été proposées aux industriels pour développer les énergies renouvelables, et la petite hydraulique reste la meilleure réponse aux enjeux de production écologique.
Dans les pays en développement, le rôle des petites centrales hydrauliques est plus important, dans la mesure où les réseaux sont moins puissants et la diversité des solutions hydrauliques permet des solutions locales et décentralisées de production.
Le lecteur intéressé sur le sujet pourra trouver des informations complémentaires en particulier sur les machines dans [D 3930], [D 4008] et [B 4407].
Les instances européennes appellent « petits aménagements hydroélectriques » ceux dont la puissance n’excède pas 12 MW (loi de février 2002).
En France, ce parc représente plus de 1 800 centrales, totalisant une puissance de 2 000 MW et un productible de 8 500 GWh.
Ces petits aménagements hydroélectriques, dont la plupart sont au fil de l’eau, ne jouent aucun rôle dans la gestion d’un grand réseau et, de ce fait, peuvent admettre des simplifications, tant au niveau de la conception (standardisation, simplification des circuits) que de l’exploitation, tout en assurant une sécurité publique maximale par rapport aux personnes et aux biens.
La conception des ouvrages et des matériels ne doit pas se limiter à une simple réduction homothétique de ceux des grosses centrales, mais doit répondre à des objectifs de :
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simplicité ;
-
grande fiabilité ;
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durée de vie égale à celle du titre administratif, en général de 30 ans.
La conception doit intégrer la nécessité d’une maintenance minimale et d’une périodicité rare. L’exploitation doit être simple et pouvoir être assurée par du personnel non spécialisé. Pour cela, la conduite et le fonctionnement sont entièrement automatiques avec des équipements fiables et sûrs, et des réglages optimisant la production.
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- Version archivée 1 de août 2004 par Pierre LAVY
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Génie civil et infrastructures
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2. Déroulement du projet
2.1 Démarches administratives
Elles sont liées à la réglementation du pays pour obtenir :
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le titre administratif (autorisation préfectorale si la puissance est inférieure à 4 500 kW, ou concession au-delà) ;
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le cahier des charges ou règlement d’eau ;
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les autorisations locales (permis de construire, de passage, contrat de vente…).
Un dossier d’impact est nécessaire pour déposer la demande de titre. L’étude pour établir ce dossier pouvant demander une année d’observations, il faut la lancer auprès d’une société spécialisée dès que la décision de réaliser est prise.
La réalisation du projet peut s’effectuer selon les capacités du maître d’ouvrage, selon les modalités suivantes ou toute solution intermédiaire :
-
un contrat unique est passé à un entrepreneur général, qui prend la responsabilité de la coordination du chantier, entre sa propre intervention et ses sous-traitants fournisseurs de travaux ou matériels, qui ne sont pas de sa compétence ;
-
des contrats distincts sont confiés à des entreprises et fournisseurs spécialisés.
Dans tous les cas, les règles d’appel d’offres en vigueur sont à respecter, et les responsabilités du maître d’ouvrage à bien cerner. En général, pour les petites centrales, trois lots principaux sont envisageables.
1. Le génie civil et les études d’exécution (par un bureau spécialisé ou par l’entrepreneur) ;
2. L’électromécanique pour les groupes turbine-alternateur et les matériels du circuit hydraulique : grilles de prise, dégrilleur, vannes et accessoires…
3. Équipements électriques : circuits de haute et basse tension, transformateurs, armoires de poste, automatismes, télésurveillance, services généraux.
Les spécifications des ouvrages ou matériels doivent porter sur les fonctions principales attendues du projet et laisser le prestataire libre de rechercher les solutions économiques et fiables qui respectent les fonctions et garanties à attendre du projet.
Les garanties demandées doivent assurer l’économie du projet dans la durée du titre et la sûreté des ouvrages et de l’exploitation. Outre les contrôles réglementaires...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SHF-ADEME - Petits aménagements hydrauliques - : • Guide général pour la conception, la réalisation, la mise en service, l’-exploitation, le contrôle. • Guide pour l’intégration dans l’environnement. • Cahier des charges types et spécifications techniques aux équipements (1999) .
-
(2) - GINOCCHIO (R.) - L’énergie hydraulique. - Eyrolles (1978).
-
(3) - RANDRIAMAMONJY (M.) - Optimisation des équipements hydromécaniques d’une mini-centrale hydroélectrique. - Thèse INP – Grenoble (2000).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
• Les organisations professionnelles
L’ADEME : Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie
Donne tous les renseignements, des guides et conseils pour établir les dossiers.
France Hydro-Electricité : Syndicat des professionnels de l’hydroélectricité
66 rue de la Boètie – 75008 PARIS
Tel : 0156599124 fax : 0156599123 http://www.france-hydro-electricite.fr
FHE est membre de l’ESHA qui fédère les professionnels de l’hydroélectricité européenne. http://www.esha.be/
EAF (Électricité Autonome de France) : (syndicat de producteurs indépendants d’électricité) :
La Boursidière BP 48 – 92357 Le Plessis Robinson
Tél : 0146302828 Fax : 0146305263 [email protected]
Hydro21 : Association destinée à mieux faire connaître le potentiel de compétences de la région grenobloise en hydraulique et hydroélectricité.
82 Avenue Léon Blum BP 75 – 38 041 GRENOBLE Cedex –
FDMF : Fédération Des Moulins de France qui édite la Revue Le monde des moulins
304, rue Pelleport – 33800 BORDEAUX
Tél : 0556918850 – http://www.fdmf.fr
FFAM : Fédération Française des Amis des Moulins
36, rue de la chaudière – 91370 VERRIÈRES-LE-BUISSON.
Tel : 0143474347 fax : 0143474124 http://www.moulinsdefrance.org
SDMC Syndicat de Défense des Moulins
Daniel Farges, Moulin...
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