Projet Interreg North-West Europe
Alors que l’Europe cherche à renforcer sa souveraineté énergétique et à augmenter la part des énergies renouvelables, une ressource reste encore largement sous-exploitée : l’énergie cinétique des courants d’eau.
Contrairement à l’hydroélectricité conventionnelle, les technologies hydrocinétiques produisent de l’électricité directement à partir de la vitesse de l’eau, sans nécessiter de chute importante ni la construction d’un barrage. Des turbines immergées peuvent ainsi être installées dans des rivières, des courants de marée ou certaines infrastructures hydrauliques existantes.
Le projet européen SHINES – Showcasing Hydrokinetic Energy Innovations for Northwest European Energy Sovereignty vise à accélérer le déploiement de ces technologies dans le nord-ouest de l’Europe. Doté d’un budget d’environ 10 millions d’euros et cofinancé par le programme Interreg North-West Europe, il rassemble 14 partenaires issus de six pays. Trois technologies innovantes – RivGen, HydroWing et TidalKite – seront notamment testées en conditions réelles en France et aux Pays-Bas.
Identifier les futurs sites hydrocinétiques en Suisse
Au sein de SHINES, le Hydro Alps Lab est chargé d’évaluer le potentiel hydrocinétique de la partie suisse du territoire North-West Europe, avec un focus sur les cantons du Valais et de Genève.
L’étude porte sur deux types de sites :
- les tronçons de rivières naturelles présentant des vitesses d’écoulement suffisantes ;
- les infrastructures artificielles associées aux aménagements hydroélectriques, notamment les canaux d’amenée et de fuite.
Cette deuxième catégorie présente un intérêt particulier en Suisse. Le pays dispose déjà d’un réseau hydroélectrique dense, avec des ouvrages où les écoulements peuvent être relativement réguliers, accessibles et proches des infrastructures électriques existantes.
Du débit des rivières à une cartographie du potentiel énergétique
L’un des enjeux du projet est de passer de données hydrologiques disponibles ponctuellement à une estimation spatiale et temporelle du potentiel hydrocinétique sur plusieurs centaines de kilomètres de cours d’eau.
Une méthodologie spécifique a ainsi été développée par le HAL. Elle associe des données topographiques et bathymétriques, les historiques de débit et de niveau d’eau, les contributions des affluents naturels et des restitutions hydroélectriques, ainsi qu’un modèle hydraulique développé avec HEC-RAS.
Pour le Rhône valaisan, le modèle s’appuie notamment sur plusieurs centaines de sections bathymétriques et sur les mesures des stations hydrologiques fédérales. Il permet d’établir, pour chaque section du fleuve, la relation entre débit, hauteur d’eau et vitesse d’écoulement.
Un profil journalier représentatif de l’année est ensuite reconstruit à partir de plusieurs années de mesures. Les apports des affluents naturels, mais aussi ceux provenant des restitutions des centrales hydroélectriques, sont intégrés afin de reproduire l’évolution du débit le long du Rhône.
Le Rhône concentre l’essentiel du potentiel identifié
Les premiers résultats montrent que le potentiel hydrocinétique suisse étudié est très majoritairement concentré dans le Rhône.
À ce stade, le potentiel énergétique théorique annuel identifié atteint environ 200 GWh, répartis principalement entre :
- environ 160 GWh/an sur le Rhône en Valais ;
- environ 33 GWh/an sur le Rhône dans le canton de Genève ;
- environ 3 GWh/an sur l’Arve ;
- auxquels s’ajoutent plusieurs GWh dans certaines infrastructures hydroélectriques artificielles.
Pour les grands cours d’eau analysés, les tronçons les plus intéressants présentent typiquement un potentiel théorique de l’ordre de 1 à 2 GWh par kilomètre, même si ces valeurs doivent encore être affinées lors des prochaines étapes du projet.
Les infrastructures hydroélectriques existantes, une piste particulièrement prometteuse
L’étude confirme également une piste déjà explorée par le Hydro Alps Lab dans des projets précédents : valoriser l’énergie cinétique résiduelle au sein des infrastructures hydroélectriques existantes.
Deux ouvrages valaisans ressortent notamment de cette première analyse : le canal d’amenée de l’aménagement Chippis-Rhône et le canal de fuite de la centrale de Lavey. Tous deux présentent un potentiel hydrocinétique significatif et feront partie des sites intéressants à approfondir.
Ces sites artificiels peuvent présenter plusieurs avantages par rapport aux rivières naturelles : des conditions hydrauliques plus prévisibles, un accès facilité pour l’installation et la maintenance, ainsi que la proximité d’infrastructures électriques existantes. Des essais réalisés précédemment par le HAL à Lavey avaient déjà démontré la faisabilité d’une telle approche en conditions réelles.
Du potentiel théorique aux sites réellement exploitables
Les quelque 200 GWh/an identifiés correspondent à un potentiel théorique. Ils ne représentent donc pas encore une production électrique effectivement exploitable.
La suite du projet consistera à sélectionner les sites les plus prometteurs puis à intégrer progressivement les contraintes techniques, environnementales et économiques : dimensions et performances des turbines, profondeur d’eau, plage de vitesses exploitable, implantation des machines, interactions entre turbines, accessibilité, maintenance ou encore coûts d’investissement.
Cette démarche permettra de passer du potentiel théorique à un potentiel technico-économique réaliste pour les sites retenus.
Vers un atlas hydrocinétique européen
Les données développées dans le cadre de SHINES serviront également à créer un atlas hydrocinétique. Celui-ci réunira sous forme cartographique les principales caractéristiques hydrauliques et les indicateurs de potentiel énergétique afin de faciliter l’identification des sites susceptibles d’accueillir de futures installations.
Les prochaines étapes du projet porteront notamment sur la sélection des meilleurs tronçons du Rhône et de l’Arve, l’évaluation technico-économique des sites naturels et artificiels retenus, ainsi que la finalisation de cet atlas en ligne.
SHINES permettra ainsi de déterminer dans quelle mesure l’énergie cinétique des cours d’eau et des infrastructures hydroélectriques existantes peut contribuer, aux côtés de l’hydroélectricité conventionnelle, à une production électrique locale, renouvelable et prévisible.
