Département : Génie Electrique

Section : Energie Electrique

Rapport de l’étude de faisabilité d’un parc éolien

Réalisé par   :

Abdelmajid EL AAYACHI

Marouane MARHOUM

Zakaria NAIMI

Année universitaire : 2010-2011

ÉCOLE MOHAMMADIAD’INGÉNIEURSRABAT

Etude du cas : Parc éolien de Tarfaya

Aperçu historique

Il y a bien longtemps que les hommes ont imaginé des moyens pour exploiter le vent. On a trouvé, chez les Perses et dans la région de la Mésopotamie , des roues à aubes que le vent faisait tourner. Vers le XIIe siècle apparaissent en Europe, jusqu'en Grèce, les premiers moulins à vent, étranges machines tournantes qui servaient surtout à remplacer les animaux pour les travaux harassants.     Cependant, cette éolienne, l’une des plus anciennes machines capables de fournir une puissance mécanique, était sur le point de devenir une pièce de musée s’il n’y avait pas eu les deux chocs pétroliers des années 70 et surtout les multiples inquiétudes objectivement fondées tant sur les risques que fait courir à l’environnement l’utilisation des combustibles fossiles que sur la menace d’épuisement de leurs réserves exploitables, dans un avenir qui ne tardera pas à voir le jour.    

Technologie

   

Les principes de l’éolienne sont anciens de telle sorte que la conception de celle-ci n’a guère changé au cours des siècles, mais les matériaux et la technologie ont évolué. Le développement technique des éoliennes modernes a emprunté beaucoup à l'aviation et les pales d'aujourd'hui sont réalisées en fibre de verre et en matériaux composites, notamment avec de la fibre de carbone  (légère et résistante).La plupart des éoliennes modernes sont à axe horizontal, et sont munies de 3 pales, mais il existe des éoliennes à 2 pales ou à une seuleIl existe aussi d’autres variantes d’éoliennes, dont principalement le rotor Darrieus et le rotor Savonius qui tournent, contrairement aux éoliennes précédentes, autour d’un axe vertical.Importance de l'évaluation des ressources éoliennesEn raison des phénomènes météorologiques et de la forme des reliefs, le vent est sans doute l’une des sources d’énergie qui varie de la façon la  plus aléatoire.A cause de cette irrégularité du vent, l’intérêt économique de l’énergie éolienne peut être considérable en un lieu donné et négligeable dans un autre pourtant voisin. C’est la raison pour laquelle, l’énergie éolienne doit être prospectée, comme c’est le cas pour beaucoup d’autres sources d’énergie.

Les éoliennes dans le monde    

   

La puissance électrique d'origine éolienne installée dans le monde a été de près 9362MW fin 1998 et a cru de 64% par rapport à 1996 ; l’Allemagne, en première position, en détient à elle seule 2875 MW.Depuis plus de 15 ans, on assiste à une diminution progressive des coûts et un accroissement de la fiabilité mécanique des aérogénérateurs le coût totale  d'investissement est actuellement de l'ordre de 1200 US$/kW et la fiabilité technique dépasse 95%. En même temps la puissance unitaire est en augmentation continue. La puissance unitaire moyenne des aérogénérateurs, utilisés dans les parcs éoliens en Allemagne et ayant atteint 50 kW au milieu des années 80, est passée en 1998 à700 kW.

Impacts de l'éolienne sur l'environnement    

   

Réduction de l'émission de gaz a effet de serre et d'autre polluant et substitution des ressources épuisable par une autre non -épuisable. On peut résumer les impacts de l'éolienne relevés jusqu’à ce jour, essentiellement dans les émissions sonores qu’engendre la rotation des pales du rotor et le danger que peuvent présenter dans certains cas, les aérogénérateurs en fonctionnement, sur la vie des oiseaux.Concernant les émission sonores, des efforts considérable sont été déployés dans le but de réduire celui-ci à un niveau plus bas. Les fabricants ont ainsi réduit cette nuisance potentielle en améliorant l'aérodynamisme des pales, en trouvant des moyens pour réduire le bruit des engrenages dans la nacelle et plus récemment, en supprimant complètement le multiplicateur de vitesse.Quant à l'impact des éoliennes sur les oiseaux, plusieurs études scientifiques ont démontré que la plupart des oiseaux identifient et évitent l'hélice qui tourne. Il est néanmoins essentiel de s'assurer que le lieu d'un projet d'implantation d'éoliennes ne se situe pas dans un couloir de migration d'oiseaux, ni à proximité d'un site de reproduction.

Potentiel éolien au maroc

La production annuelle d'électricité éolienne pouvant être produite à partir de parcs éoliens densément agencés dans des régions ventées peut atteindre 0.1 à 0.15 TWh/km² [Tezlaff]. Au sud du Maroc une densité de seulement 7 MW/km² de puissance installée suffirait à produire 0.028 TWh/km² par an. Puisqu'une densité d'aérogénérateurs plus élevée tends à affaiblir la productivité globale d’un parc éolien, la disponibilité de vastes espaces désertiques pour de grands projets éoliens intégrés permettrait d’utiliser un espacement optimal entre aérogénérateurs favorisant ainsi un meilleur rendement énergétique.

Etant donné que la côte desertique du Maroc jusqu'au Sénégal s'étend sur plus de 2000 kilomètres, une densité de moins de 2.4MW/km² de puissance installée sur une partie de ce territoire, suffirait en principe à produire plus de 1000 TéraWatt/heure par an. Cette production serait équivalente à près de la

moitié de la consommation en électricité de l'ensemble des pays de l'Union Européenne (2300TWh).

Ce potentiel, s'il est exploité comme décrit ci-dessus, ne peut être utilisé sur place, car il représente plusieurs dizaines de fois les besoins cumulés en électricité des pays d'Afrique du Nord. De plus, les centres de populations pouvant engendrer une consommation électrique significative sont concentrés dans des villes situées à plus d'un millier de kilomètres de cette zone.

De ce fait, afin d'avoir accès à ce gisement d'énergie renouvelable, seules des technologies permettant des  transferts de capacités électriques très importantes (de l'ordre de plusieurs Giga-Watts) sont actuellement disponibles sur le marché.

Ces technologies permettent de limiter les pertes en ligne ainsi que les décalages en phases du courant alternatif sur de longues distances. Les volumes de transferts possibles par le biais de lignes haute tension en courant continu ne sont pas adaptés à l'échelle des besoins électriques que l'on trouve actuellement en Afrique du Nord.

En effet, la technologie Haute Tension en Courant Continu permettrait à une seule ligne électrique de transférer de très grandes capacités (équivalente à la puissance électrique totale installée du Maroc) sur de longues distances. Ce n'est qu'avec cette technologie que le transport d'électricité renouvelable d'Afrique du Nord vers un marché Euro-méditerranéen intégré pourrait se faire moyennant des pertes en lignes limitées. 

En stabilisant les réseaux électriques à leurs points extrêmes, le recours à ce type de transfert, efficient à grande échelle, faciliterait également l’intégration locale d’énergies éoliennes disponibles aussi bien en Afrique du Nord que sur le continent Européen. L’intégration de ces ressources éoliennes à une échelle régionale serait d’autant plus justifiée que leurs distributions saisonnières, en termes de pics de productions, s’avèrent être complémentaires. Alors qu’en Europe, la production éolienne maximale est en hivers, les ressources éoliennes alizées du Sahara atteignent leurs pics de production en été. Cette période coïncide par ailleurs à une consommation électrique accrue des pays Euro-méditerranéens. De ce fait, tout en intégrant un projet de développement durable d'une échelle significative sur le continent Africain, cette demande énergétique estivale pourrait être satisfaite par le biais d'énergies renouvelables non carbonées, générées et transférées à des prix compétitifs.

Les perspectives du Projet Sahara Wind développées au niveau de la façade Atlantique du continent Nord Africain balayée par les vents alizés, sonts complémentaires aux initiatives européennes envisagées depuis dans la région Euro-méditerranéenne. La pertinence ainsi que le rôle catalytique des technologies solaires à développer à travers plusieurs initiatives régionales ont par ailleurs été soulignées lors de la présentation du Projet Sahara Wind au Parlement Européen dès l'année 2002. En termes de rendement économique, le Projet Sahara Wind d'une puissance éolienne de plus de 5000 MW déployée en tranches successives permettrait de valoriser des zones désertiques au potentiel

de développement endogène assez limité.

La ressource éolienne des plateaux Sahariens qui s'étendent sur une côte de plusieurs milliers de kilomètres, nécessitera encore quelques années avant d'être évaluée avec plus de précisions. Elle représente dès à présent l'une des grandes ressources éoliennes au monde, à ce stade encore inexploitée. La taille de cette zone, les caractéristiques des vents alizés ainsi que la proximité géographique de ce gisement éolien par rapport aux marchés Nord Africains et Européens combinés offrent des perspectives de développement durable très prometteuses pour la région.

Projet de TARFAYA

Plaine désertique dans la région de Tarfaya

Le parc éolien de TARFAYA fait partie des 14 sites répertoriés dans le cadre du projet de1000 MW.

Situé à 2 km au Sud de la ville de Tarfaya, le parc éolien sera doté d’une puissance de 200 MW extensible à 300 MW. La mise en service est prévue pour 2010

DIMENSION ENVIRONNEMENTALE :

Pour le projet du parc éolien de Tarfaya, deux études seront réalisées: une étude d’impact sur l’environnement et une étude ornithologique.

L’ONE s’engage à respecter les recommandations issues des études à savoir:

La réservation des couloirs de vol des oiseaux migrateurs et nicheurs, Le choix d’aérogénérateurs de hauteur inférieure à 100 m,

Le respect des distances minimales requises par rapport aux habitations des villages avoisinants.

COMPOSANTES DU PROJET

Le parc éolien de TARFAYA comprendra les installations suivantes:

Aérogénérateurs d'une puissance nominale unitaire supérieure ou égale à 1300 kW, munis de rotors à 3 pâles à axe horizontal,

Mâts supports des aérogénérateurs, de type tubulaire, Appareils de contrôle, de commande, de mesure et de protection, Postes BT/MT des éoliennes, Poste élévateur en 225kV de raccordement au réseau national

interconnecté, Une installation météorologique, Des pistes de desserte des aérogénérateurs internes au parc.