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L'offre de service Photovoltaïque Flottant

Quels outils pour le développement des centrales solaires flottantes

Description et objectifs

L’offre de service PV Flottant du CINOV-ENR vise à apporter des réponses sur des points de sécurité et permet de franchir une nouvelle étape de développement du PV Flottant sur les réservoirs de barrage. Elle contribuera à accélérer et à sécuriser l'activité des développeurs de ce marché.   

Le projet inclut :  

  • L’analyse des besoins de calculs (outil logiciels) et d’essais (bassin à houle et instrumentation) pour assurer l’adéquation avec les installations envisagées pour le laboratoire d'Artelia ; 
  • Une analyse du marché du PV Flottant en France et à l’international ;  
  • La mise en place d’une convention de partenariat avec un acteur régional : la société ARaymond basée à Grenoble ;  
  • La recherche avec EDF-ENR d’un site de démonstration ;    
  • La mise en place d’une vitrine technologique dans CINOV-ENR pour valoriser l’offre de PV Flottant auprès des clients internationaux. 

Contexte de la filière

Le solaire flottant dans le Mix-Energétique

Les ambitions nationales sur les énergies renouvelables et le succès du solaire conduisent à développer le PV flottant.

Les éléments de contexte suivants ont été extraits de la « Fiche Technique – Le Photovoltaïque Flottant » rédigée par Tenerrdis en Juin 2023: 

  • Les objectifs climatiques de la France sont définis par la Stratégie Nationale Bas Carbone (SNBC), votée en 2015, et la Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE), dont la dernière version a été publiée en 2019. Ces deux réglementations sont actuellement en cours de révision pour donner naissance à la Loi de Programmation Energie Climat en 2023-2024. 
  • La PPE fixe un objectif (Figure 8) d’un parc photovoltaïque entre 35 et 44 GWc en 2028, avec un objectif intermédiaire à 20,1 GWc en 2023. Or la puissance totale PV raccordée au 1er octobre 2023 en France était de 17,6 GWc, en retard donc sur cet objectif intermédiaire. 

 Evolution du parc solaire photovoltatque en France continentaleCe retard dans le développement de l’énergie photovoltaïque en France n’est pas un cas isolé, toutes les autres filières d’énergies renouvelables en dehors du biogaz sont également concernées.  

 A l’échelle régionale, ces objectifs sont intégrés dans les Schémas Régionaux d’Aménagement, de Développement Durable et d’Egalité des Territoires (SRADDET). Celui de la Région Auvergne-Rhône-Alpes, approuvé par le Préfet de Région en avril 2020, prévoit 13 GWc de photovoltaïque en 2050, avec des objectifs intermédiaires à 3 GWc en 2023 et 6,5 GWc en 2030. Cependant, le parc PV raccordé au 1er octobre 2023 n’était que de 2,1 GWc, là encore en retard par rapport aux objectifs régionaux. 

Plusieurs freins empêchant l’atteinte de ces objectifs ont été travaillés au cours de la construction de la Loi relative à l’Accélération de la Production d’Energies Renouvelables (« Loi APER ») adoptée en mars 2023. Celle-ci fait référence au discours présidentiel de Belfort le 10 février 2022 au cours duquel a été fixé le cap de multiplier par 10 la production d’énergie solaire pour dépasser les 100 GWc de photovoltaïque en 2050. En particulier, un des leviers identifié dans la loi APER est la « mobilisation des espaces déjà artificialisés pour développer les énergies renouvelables ». Sont notamment visés les délaissés routiers, les parkings, les friches, les toitures des bâtiments ou encore les surfaces agricoles. 

 Les plans d’eau sont également des surfaces, non citées dans cette loi, pouvant être exploitées pour déployer des panneaux photovoltaïques, sans compétition majeure d’usage sur la ressource foncière, ou du moins avec une cohabitation possible avec les usages actuels (pêche, loisir, réservoir d’eau etc.). Ces plans d’eau peuvent par exemple être les retenues de barrages, les étangs artificiels (canon à neige, irrigation) ou naturels (lacs) etc. 

Particulièrement, les réservoirs de barrages hydro-électriques offrent des surfaces de plan d'eau idéales pour accueillir des fermes photovoltaïques flottantes dans la mesure où il existe déjà une infrastructure électrique (ligne haute tension, transformateur) et souvent une infrastructure d’installation (accès). Néanmoins, il reste des verrous technologiques à lever pour assurer la sécurité des équipements du fait des variations importantes de niveau d'eau (marnage) des réservoirs ou en cas de crue. Ce sujet, discuté avec EDF, nous parait être un enjeu important pour le Mix-Energétique qui doit se développer.

Résultats attendus et apports de l'offre de service

ARTELIA développe actuellement une offre de services qui permettra à terme de proposer aux développeurs de la filière PV flottant des outils d'aide à la conception de leurs dispositifs. Ces outils s'appuieront sur la mise en oeuvre de modélisations numérique et physique des systèmes photovoltaïques flottants développés par les concepteurs de solutions. L'objectif est de simuler le comportement hydrodynamique des corps flottants amarrés: analyse des efforts dans le système, étude des mouvements. Ces modélisations combinées permettront de valider les choix techniques pour des conditions de fonctionnement usuelles et extrêmes.  

Modèle numérique hydrodynamique de la ferme flottante
Modèle numérique hydrodynamique de la ferme flottante

Bassin d'essai PV flottant | Artelia hydraulique
Bassin d'essai PV flottant

La modélisation physique sera réalisée par le laboratoire d’ARTELIA. La modélisation numérique sera confiée à la société PRINCIPIA du Groupe ARTELIA.

La société ARaymond partenaire du projet, fournit un cas-test idéal pour expérimenter les outils numérique et physique développés dans le cadre de cette offre.

Contacts

Vos contacts: C. GUILBAUD (resp du projet PIA3), L. PEYRES (Resp. Offre de service Photo-Voltaïque Flottant)

Des questions sur l'offre de service PV Flottant