« CANALSOL » entre "eau et énergies renouvelables", des modules photovoltaïques sur le Canal de Provence...

« CANALSOL » entre "eau et énergies renouvelables", des modules photovoltaïques sur le Canal de Provence...

Le CEA Tech, pôle de recherche technologique du CEA et la Société du Canal de Provence, travaillent en partenariat sur un projet de recherche innovant baptisé « CANALSOL ». Le projet avait d’ores et déjà été labellisé par le pôle de compétitivité Capénergies en janvier 2013.

Dans le cadre de ce projet, des panneaux photovoltaïques ont été implantés, cet été, au-dessus du Canal de Provence à Rians dans le Var, en vue de tester une nouvelle génération de centrale solaire.

CANALSOL, un partenariat « gagnant-gagnant » qui vise plusieurs objectifs

• Pour le CEA, l’avantage réside principalement dans le fait de disposer d’une plateforme expérimentale en situation et sur un ouvrage réel, pour des recherches sur la cohabitation entre les technologies relevant de l’énergie solaire photovoltaïque (PV) et celles relevant de l’hydraulique.

• Pour la SCP, si les tests s’avèrent concluants, cela permettrait de :

- valoriser doublement le patrimoine foncier utilisé par les canaux de la SCP, par une production d’énergie renouvelable en plus de transport d’eau, pour une même surface occupée au sol,

- augmenter le rendement des panneaux photovoltaïques en les refroidissant par l’eau du canal,

- limiter l’évaporation de l’eau et le développement de plantes aquatiques,

- produire de l’énergie décentralisée des grands centres de production,

- permettre un positionnement favorable pour la SCP comme co-concepteur de ce type d’ouvrage, sur des canaux existants ou à construire, en France comme à l’étranger, notamment dans les pays du pourtour méditerranéen,

- monter des partenariats avec des industriels dans le cas d’un développement à plus grande échelle.

Si les essais s’avèrent concluant, quelles suites seront données ?

La phase expérimentale vise à optimiser le procédé. La phase suivante sera l’étude d’une solution préindustrielle, à l’issue de laquelle les perspectives du projet seront précisées. L’objectif visé est de monter un partenariat avec un ou des industriels pour imaginer des déploiements sur d’autres canaux, en France ou à l’international, dans le cadre des prestations d’ingénierie que propose la SCP. La SCP pourra aussi, bien sûr, mettre en œuvre des réalisations sur ses propres canaux.

Le cadre du partenariat CEA/SCP La genèse du projet CANALSOL

La SCP a saisi l’opportunité de la mise en place par le CEA de sa plateforme MEGASOL de Cadarache et d’un programme d’expérimentations sur la thématique des grandes centrales solaires au sol, associés à des programmes de recherche et développement menés entre le CEA et les partenaires industriels souhaitant installer et exploiter ces centrales solaires.

Le 12 juin 2013 le CEA Tech, pôle de recherche technologique du CEA de Cadarache, et la SCP ont donc signé le contrat de partenariat baptisé « CANALSOL ». Après avoir été initié par la CEA, la SCP est devenue le porteur du projet.

L’installation des prototypes sur le canal de Provence à Rians, les essais et les résultats attendus

Le choix du site expérimental : sur le canal de Provence à Rians

Pour le test du dispositif, il a été retenu de l’effectuer « en situation réelle », directement sur un tronçon du canal de Provence. Ce tronçon est au niveau du site du centre d’exploitation SCP de Rians (Var), choisi pour quatre raisons principales :

• exposition solaire adéquate,

• proximité de personnel de la SCP qui travaille au centre d’exploitation, ce qui facilite la surveillance et le suivi en continu,

• proximité du centre de Cadarache (chercheurs du CEA-CEA Tech -INES),

• infrastructures d’accès (routes) présentes,

• raccordement électrique au réseau existant.

Les caractéristiques du prototype

Le prototype, ou démonstrateur, est installé sur 20 mètre linéaire du canal de Provence. La surface équipée représente environ 240 m2. La structure porteuse est en acier galvanisé et est posée à 1,20 mètre au-dessus du plan d’eau maximum du canal pour en permettre l’exploitation et la maintenance.

Le prototype est composé de 22 châssis constitués chacun de 6 panneaux pour une puissance par châssis de 1.5kWc (kWc = kilo Watt crête : puissance instantanée délivrée lorsque ces modules sont exposés à une lampe flash en intérieur, et à 25°C) pour un total de 132 panneaux solaires et une puissance de 33 kWc.

2 châssis de même type et servant de référence sont installés sur une structure terrestre.

Plusieurs modèles de panneaux sont testés, sur trois orientations. Certains seront aspergés d’eau par le dessus, d’autres par des circuits d’eau internes et d’autres ne bénéficieront que du refroidissement passif généré par l’écoulement de l’eau du canal.

Sur quoi les essais portent-ils et combien de temps vont-ils durer ?

Il est prévu que les essais durent au minimum un an à compter de l’installation du prototype, ce qui amène à fin 2015.

Les essais vont porter sur :

- le choix des panneaux car différents modèles sont testés,

- les effets dus au refroidissement des panneaux : du seul fait de la proximité du canal qui s’écoule en dessous, par aspersion de l’eau du canal sur les panneaux, et par circulation à l’intérieur des panneaux

- l’architecture électrique linéaire,

- le vieillissement des composants,

- la salissure des panneaux,

- le contrôle qualité de l’eau d’aspersion rejetée dans le canal.

Pour la phase de pré-industrialisation, l’optimisation de la structure sera également poursuivie.

Les résultats attendus

Si, comme attendu, les performances de cette plateforme expérimentale confirment les modélisations faites par le CEA, il appartiendra à la SCP d’envisager un développement de ce projet avec des partenaires industriels. L’extrapolation Kilométrique des performances attendues conduit aux résultats suivants :

 Puissance installée (puissance maximale possible) : 1,6 MWc/km.  Potentiel de production: 1800 MWh/an/km soit la consommation de 200 foyers.

La microcentrale hydroélectrique SCP de Rians

Depuis le printemps 2014, le centre d’exploitation de Rians de la Société du Canal de Provence est équipé d’une microcentrale hydraulique, pouvant produire de l’électricité grâce à sa turbine d’une puissance de 250 kW de l’ordre de 1 240 MW/h par an, ce qui équivaut à alimenter 140 foyers. Cette nouvelle installation fait partie d’un projet beaucoup plus vaste.

En effet, la microcentrale est construite en extrémité d’une importante conduite enterrée de 2 mètres de diamètre. C’est une conduite de contournement appelée communément le « by-pass de Rians ». Cette conduite ouvre des perspectives très intéressantes pour la continuité du service de l’eau assuré par la SCP auprès de ses clients, notamment :

• pour pouvoir contourner (« by-passer ») et mettre à sec le bassin de dissipation du brise charge de Rians et programmer ainsi des travaux pour sa rénovation ;

• dans un futur proche, pour réalimenter par pompage depuis la branche du canal de Provence qui se dirige depuis Rians vers Aix-en-Provence et Marseille, le canal maitre 1 (voir plan page suivante) dans le cadre d’un secours vers le site du CEA Cadarache.

Quelques chiffres clé sur la microcentrale hydroélectrique de Rians

Charge nette turbinable : 5,65 m Débit d'équipement (Qturbinage): 5 m3/s

Puissance maximale : 250 kW Productible : 1 240 MWh/an

Recettes prévisionnelles : 120 k€/an

Coûts des travaux de la microcentrale: 1 M€ Durée de réalisation des travaux : 18 mois pour le chantier global