www.sabella.bzh

OUESSANT

VITRINE DE L’HYDROLIEN

À L’INTERNATIONAL

02 | OUESSANT, VITRINE DE L’HYDROLIEN À L’INTERNATIONAL

SABELLALA FORCE DE LA SIMPLICITÉ HYDROLIENNE

ÉDITORIALLe mot du Président

Il m’appartient de les remercier pour leur confiance et

soutien aux PME innovantes et plus spécifiquement pour

leur accompagnement dans ce projet et dans la

pénétration de l’entreprise sur les marchés à l’export.

Dans cette industrie internationale naissante, le projet

D10 (et ses suites) en mer Celtique est devenu référent

en matière d’exploitation des courants de marée et a

permis de positionner SABELLA au sein d’un « big four »

d’acteurs ayant éprouvé avec succès des turbines de

cette puissance. Son application ouessantine lui confère

une crédibilité de duplication sur d’autres territoires

insulaires à travers le globe, plus particulièrement en

ASEAN pour promouvoir un modèle énergétique

approprié et décarboné.

Fort de ce succès technologique et d’un ancrage

territorial marqué, SABELLA ambitionne de porter haut

les couleurs des technologies nationales pour construire

un futur industriel et commercial répondant aux enjeux

structurants de notre environnement tant écologique

qu’économique et sociétal.

Au nom de SABELLA, il m’importe de

souligner la politique volontariste de

l’État Français, de la Région Bretagne et

de l’Union Européenne pour faire

émerger une filière hexagonale des

énergies marines.

SABELLA | 03

Pourquoi l’hydrolien ?La technologie hydrolienne exploite l’énergie descourants de marées, engendrés par l’attractiongravitationnelle de la Lune et du Soleil, phénomèneconnu et prévisible. La nature de cette énergie luiconfère des atouts significatifs :

une source d’énergie continue, inépuisable et nonpolluante;

une énergie fiable et prédictible, permettant uneévaluation précise de la production d’électricité;

une ressource présentant une densité énergétiqueimportante dans une emprise spatiale faible àproximité du littoral.

À l’heure du changement climatique et de l’éveil desconsciences politiques aux responsabilitésenvironnementales, les énergies marines sont appelées àjouer un rôle majeur dans le mix énergétique de demain.

PME quimpéroise fondée en 2008, SABELLA est unesociété innovante d’ingénierie et de maîtrise d’œuvrecomptant d’ores et déjà parmi les acteurs majeurs de lafilière hydrolienne.

Après l’expérimentation réussie en 2008 du prototypeD03, SABELLA signe une première nationale avecl’immersion et le raccordement à Ouessant de SabellaD10, la première hydrolienne connectée au réseauélectrique français.

Certifiée ISO 9001 niveau 2 et sur le point de passer leniveau 3, SABELLA offre une gamme de produitsmodulaires et compétitifs, sécurisée par un largeportefeuille de brevets.

Loin d’une lecture traditionnelle du marché des énergiesrenouvelables visant le gigantisme, SABELLA cible leszones insulaires ou littorales non interconnectées commelieux privilégiés et prioritaires pour l’établissement d’unnouveau modèle énergétique basé principalement surl’énergie hydrolienne, propre et fiable. Proposant unesolution alternative durable aux énergies fossiles dontdépendent actuellement ces territoires, SABELLAcontribue activement à la transition énergétique, enFrance comme à l’international.

04 | OUESSANT, VITRINE DE L’HYDROLIEN À L’INTERNATIONAL

Pionnier de l’hydrolien, acteur du changement énergétique

SABELLA

2008Date de création

20Ingénieurs en 2018

2Machines testées

Modèle énergétique insulaireDOM-TOM, ASEAN, Amériques, îles Anglo-Normandes

Sabella D10 : tête de série industrielle Simplicité – Fiabilité – Robustesse

Les caractéristiques de cette hydrolienne la positionnentparmi les machines les plus puissantes développées à cejour et testées en conditions réelles d’exploitation.

LA TECHNOLOGIE

Caractéristiques techniques

Articulant son concept d’hydrolienne autour d’un tripleprincipe référent, simplicité, robustesse et fiabilité, SABELLAatteint ainsi un double objectif :

la minimisation des coûts d’investissement;

la réduction des risques de défaillance engendrés par lasophistication mécanique et donc le besoin demaintenance dans un environnement hostile et d’accèsdifficile. Les périodes entre les interventions demaintenance atteignent ainsi 7 à 10 ans pour leshydroliennes SABELLA contre 2 à 5 pour les technologiesconcurrentes, diminuant d’autant les coûts liés àl’exploitation et la maintenance.

À la fois gage de fiabilité et de compétitivité économique, leconcept SABELLA garantit à l’exploitant une productionénergétique optimale dans le respect de l’environnement etdes usagers de la mer.

Posée sur le fond marin et maintenue en position par sonembase gravitaire, l’hydrolienne n’occasionne aucun impactvisuel ou sonore en surface.

En outre, de par la localisation des hydroliennes enprofondeur et dans les zones de fort courant, ni le traficmaritime ni les activités de pêche ne sont perturbés,prévenant les conflits d’usage usuellement rencontrés lorsdu déploiement de technologies marines.

SABELLA | 05

Diamètre du rotor 10 mètresPuissance maximale 1 MW @ 4 m/sEmbase GravitaireHauteur 17 mètresMasse 450 tonnesEmpreinte 20 x 20 mètresVitesse de rotation 5 à 20 tours par minute

Sabella D10 s’appuie sur des choix technologiques testés etéprouvés lors du projet expérimental D03, formant lesfondamentaux différenciants de la technologie SABELLA.

Rotor à axe horizontal avec des pales à pas fixe et auprofil symétrique optimisé→ Absence de cinématique complexe

Génératrice synchrone à aimants permanents et àattaque directe→ Absence de pièce d’usure

Système de conversion/transformation intégré→ Possible mutualisation de la production de plusieurs machines sur le même câble d’export

Stabilisation par embase gravitaire→ Retour du site à son état initial après démantè-lement

Architecture modulaire→ Dissociation des fonctionnalités de stabilisation et de production hydro-électrique, donc simplification des interventions de maintenance

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Sabella D10 – Projet Ouessant

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Six années d’innovation pour concrétiser un projet hydrolien de référence

2010 2014 2015 2016

Après instruction del‘ADEME, le CGI nomme ledémonstrateur Sabella D10lauréat de l’AMI (Appel àManifestation d’Intérêt)intitulé « Démonstrateursd’énergies marines » parmiles cinq projets, et reçoit unsoutien du Programmed’Investissements d’Avenir.

Le FEDER Bretagne octroieune subvention complé-mentaire au projet.

Juin : SABELLA consolide sesfonds propres et sécuriseainsi le budget du projetgrâce à la réalisation d’unelevée de fonds de 4,3millions d’euros, auprès dedeux fonds d’investissement,EMERTEC et GO CAPITAL, etde trois industriels dont deuxtrouvent des synergiesd’activité dans la construc-tion des hydroliennes, CMI,FARINIA et GEOPETROL.

Janvier : ouverture du sited’assemblage de D10 sur leport de Brest

Avril : fin de l’assemblage

Mai : pose du câble d’exportdans le passage du Fromveur(Ouessant)

Juin : immersion de D10

Septembre : raccordementdu câble sous marin

Novembre : 1re nationaleavec le raccordement de D10au réseau électrique français

Juillet : relevage de laturbine en fin depériode d’autorisation.Test de repose de laturbine sur son embase.

Améliorations et retourd’expérience en vue dela future remise à l’eauà l’été 2018 pour la 2ème

campagne d’essais pourpermettre une montéeen puissance.

Les étapes clés du projetCaractérisation physique, environnementale, sociale et règlementaire du site

À partir de relevés bathymétriques, unemodélisation numérique des courants surla zone est réalisée et calée sur lesmesures ADCP. Cette étude permet dedéfinir le positionnement deséquipements, tant à terre qu’en mer, etd’en adapter le dimensionnement.

Couplée à l’étude d’incidenceenvironnementale, à partir de laquelle aété élaboré un protocole de suivienvironnemental, les autorisationsadministratives et techniques appropriéesont pu être obtenues.En parallèle, des démarches d’informationet de concertation sont menées auprès dupublic et des différentes parties prenantes(résidents insulaires, élus, représentantsd’usagers de la mer, etc.).

Localisation : Passage du FromveurVitesse de courant max : 4,2 m/sProfondeur : 55 mètresDistance à la côte : 2 km

IngénierieS’appuyant sur les fondamentauxéprouvés grâce au pilote Sabella D03,l’ingénierie de conception de SabellaD10 est lancée en 2012. Des essais enbassin avec le CNR-INSEAN (Italie)permettent de valider les performanceset les chargements hydrodynamiques.

L’IFREMER et le BUREAU VERITASassocient également leur expertise à

celle des ingénieurs de SABELLA. L’unapporte sa collaboration pour lacaractérisation de l’environnementmarin et le second pour la publicationd’un premier guide de calcul et decaractérisation des turbines hydro-liennes, afin de mettre en place unepremière ébauche de référentiel denormalisation.

Construction & assemblageSabella D10 est issue d’une fabrication100% française : pales et bulbes encomposite, nacelle et embase en acier,lests en fonte, génératrice et chaîneélectrique.

En janvier 2015, le site d’assemblage del’hydrolienne est ouvert sur le quai 5ème

Est au port de Brest.

Hormis la chaîne électrique pré-intégrée à la nacelle avant livraison,la plupart des sous-ensembles sontacheminés puis assemblés sur lechantier.

La phase d’assemblage s’achève avecles travaux de peinture antifouling etl’installation des anodes sacrificiellesen avril 2015.

SABELLA | 07

Pose de l’hydrolienne

Accomplie en période de mortes-eauxen juin 2015, l’immersion del’hydrolienne est réalisée en un seulcolis, procédure permettant deminimiser la durée des travaux en mer.

Pour mener cette opération délicate enhaute mer, un navire de type « cargoheavy lift » est mobilisé ainsi que troisremorqueurs. Ces derniers permettentde maintenir le navire en position, ensus de son système d’ancrage propre,

logistique nécessaire pour un site degrands courants comme le Fromveur.

Un ROV accompagne la descente de lamachine et vérifie la position de lamachine une fois posée. Avec uneassiette de 0° et un cap au 139°,mesurés par un gyrocompas,l’orientation de l’hydrolienne estparfaite.

Plus d’informations : www.sabella-d10.bzh

Pose du câble d’exportLe câble d’export relie la turbine aupoint d’atterrage situé à Pors Arlan surla côte Sud de Ouessant.

L’Argonaute, navire doté d’un systèmede positionnement dynamique de typeDP1, est affrété pour la pose, réaliséeen mai 2015. Un ROV d’observation etune équipe de plongeurs assistent lesopérations.

Le câble, stabilisé et protégé grâce à des

coquilles en fonte sur une longueur de200 mètres, est d’abord mis enflottaison pour tirage à la terre puisdéposé sur le fond.

Une fois l’atterrage terminé, le câble estdéroulé suivant une route pré-déterminée, son extrémité équipéed’un demi-connecteur est mise à l’eau,abandonnée et localisée sur site enattendant le raccordement.

Raccordement

Alors que la connexion entre le câbled’export et la bretelle de câble devait sedérouler à la suite de la pose del’hydrolienne, l’opération a étérepoussée en septembre 2015 en raisonde conditions météorologiques et d’étatde mer peu propices.

Un navire DP1, l’Argonaute, est affrétépour cette opération.

Les deux extrémités équipées de demi-connecteurs « dry-mates » sont remon-

tées en pontée et installées sur uneplaque de guidage facilitant leraccordement. Une arche de mise àl’eau est également utilisée pourrespecter le rayon de courbure ducâble. La connexion ainsi réalisée,l’ensemble est remis à l’eau, lacommunication depuis la terre avec D10est enfin assurée, les freins sontouverts, la turbine se met en rotation etenvoie à terre ses premiers kWh.

Relevage

En juillet 2016, après douze moisd’immersion autorisée, SABELLAeffectue le relevage de la turbine (partiesupérieure de l’hydrolienne, dissociablede l’embase).

L’Aker Wayfarer, un navire à système depositionnement dynamique avec redon-dance de type DP2, assisté par un ROVd’observation, est mobilisé.

Suite au relevage, puis à un test réussi

de repose de la turbine sur son embase,validant ainsi la modularité archi-tecturale de la machine, la turbine estramenée au port de Brest pour un bilantechnique détaillé. Une partie desinfrastructures terrestres installées àOuessant a également été rapatriée àBrest pour l’expertise. L’embase et lecâble d’export sont restées sur site.

Un an d’essais et de suivi environnemental

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Avec un an de campagne d’essais, le projet D10 permet àSABELLA de capitaliser un retour d’expérience crucial sur cenouveau type d’exploitation énergétique. L’apprentissage acquissur les différents aspects de la démonstration confèrent àSABELLA un atout concurrentiel certain. L’épreuve réussie decette hydrolienne de grande puissance positionne SABELLA dansun club très fermé de 4 à 5 compétiteurs sur la planète.

Fort de ce succès, SABELLA entend poursuivre son cycled’apprentissage avec une seconde campagne d’essais et deproduction-injection.

Le choix retenu par SABELLAd’immerger l’hydrolienne en un colisunique, donc pesant, a mis enévidence la rareté des navires àpositionnement dynamique disposantdes moyens de levage suffisants.

D’autre part, au moment de la pose,des faiblesses non négligeables ontété constatées quant au maintien enposition du navire sur la base de sesancres propres malgré l’assistance detrois remorqueurs, induisant unendommagement partiel de labretelle de câble.

Ce constat a motivé le choix d’unenouvelle philosophie d’installation,de type modulaire, permettantd’utiliser des moyens navals àpositionnement dynamique puissantet avec des capacités de levagemoindres, couramment employésdans l’industrie pétrolière.

L’opération de relevage et de test derepose de la turbine en juillet 2016 ad’ores et déjà permis de vérifier lapertinence de ce choix.

Moyens et procédés d’installation

Au cours de l’année d’expé-rimentation, l’hydrolienne D10 arencontré des conditionsenvironnementales variées, compre-nant des très grands coefficients demarée et plusieurs tempêteshivernales. Grâce à l’ensemble descapteurs embarqués et diversesobservations in situ par plongée, il aété permis de vérifier que l’intégritémécanique de la machine a bien étéassurée. Les conclusions suivantes ontété tirées de cette année d’essais :- excellente tenue structurelle du

rotor de l’hydrolienne;

- stabilisation efficace sur le fond etabsence de mouvement del’ensemble de la structure sur lefond;

- absence de modes vibratoiresdommageables;

- bonne dissipation thermique.

Ces conclusions sont étayées par lebilan technique approfondi de lanacelle, rapatriée au port de Brest.

Dimensionnement et comportement structurel

Intégrité mécanique Installation modulaire

Production électrique et injection sur le réseau

Production > 70 MWh

L’hydrolienne D10 a produit plus de70 MWh entre novembre 2015 etmars 2016, en montant à despuissances maximum de l’ordre de400 kW sur cette période.L’injection a été effectuée sous lecontrôle d’EDF SEI et ENEDIS,producteur et gestionnaire du réseauélectrique ouessantin. Étant donné lecaractère expérimental du projet etafin d’assurer la protection du réseauinsulaire, l’injection au poste sourced’Arlan a été limitée par paliersprogressifs: 50 kW, puis 100 kW etfinalement 250 kW.D’autre part, la qualité du signalproduit par D10 en tension,fréquence et harmonique a étéattentivement contrôlée et validéeconforme par EDF SEI et ENEDIS.Les bons résultats de D10 ouvrent lapossibilité d’une montée à 1 MW,puissance maximale de l’hydrolienne,dans le cadre de la secondecampagne d’essais, voire d’une fermepilote.

SABELLA | 09

La pose non conforme etl’endommagement partiel de labretelle de câble d’export ontperturbé l’acquisition des donnéesenvironnementales au niveau decertains capteurs. Cependant,l’analyse des données enregistréespar les capteurs autonomes aconfirmé la grande innocuitéenvironnementale de la machine vis-à-vis de la faune et de la flore sous-marines comme au niveau del’émergence acoustique.

Avec des pertes de fonctionnalités etde pilotage dues à une bretelle decâble d’export endommagée,différents modes de pilotage ont puêtre testés et le contrôle-commandede la machine a pu être amélioré avecla mise au point de nouvellesredondances électroniques. Lesredondances installées initialementont également permis de vérifier laflexibilité d’exploitation de l’hydro-lienne, même en fonctionnement enmode dégradé.

Contrôle-commande et pilotage

Validation du pilotage

Suivi environnemental

Innocuité environnementale

Acceptationsociale

Appropriation du projet

Grâce aux nombreuses réunionspubliques, à la communicationcontinue et aux informations publiéesrégulièrement sur les réseaux sociaux,le projet D10 est suivi et approprié delongue date par la population deOuessant et cette aventuretechnologique et maritime suscite unréel engouement du grand public.D’autre part, en tant que premièrehydrolienne raccordée au réseaunational, D10 suscite un intérêt crois-sant des décideurs publics nationaux.

Strategy & perspectives

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SABELLA, an energy transition up-and-coming actor

Modèle énergétique insulaire

La question de l’approvisionnement en énergie est crucialepour les zones non interconnectées telles que les îles et lesterritoires littoraux isolés énergétiquement. Entre un coûtd’approvisionnement nettement plus élevé que sur lesréseaux interconnectés continentaux et une dépendanceforte aux énergies fossiles, ces zones représententnaturellement un enjeu majeur pour la transitionénergétique. Ayant cerné ce besoin, SABELLA concentre sondéveloppement sur ces zones non interconnectées,économiquement propices au déploiement de solutionshydroliennes encore industriellement non matures,éventuellement couplées à d’autres sources de production.Plusieurs initiatives ont vu le jour pour engager la transitionénergétique des zones insulaires et isolées, et pourcommercialiser des solutions bas carbone intégréesadaptées aux besoins de ces territoires. Grâce à sonexpérience acquise avec le projet D10, SABELLA estdésormais un interlocuteur de référence pour lesdéveloppeurs de ces projets. L’entreprise participe ainsiactivement aux programmes de mise en œuvre des énergiesrenouvelables sur les îles, mettant à disposition sescompétences techniques pour contribuer à ledéveloppement de solutions de production hybride etd’utilisation d’une électricité décarbonée.

SMILE

Projet mettant en collaboration divers industriels dontSABELLA, différents partenaires académiques ainsi que descollectivités de Bretagne, il se concentre sur la mise enplace d’un nouveau système énergétique intelligentcouplant stockage, énergies renouvelables et réseauxintelligents à destination des îles du Ponant dont les îlesd’Yeu et de Ouessant.

Cette dernière, ayant déjà engagé sa mutation énergétiqueavec le pilote D10, a pour objectif de substituer la totalité desa production électrique, actuellement exclusivementbasée sur une origine fossile (groupes électrogènes), par unsystème mixte incluant les énergies marines d’ici 2030.

Intelligent Community Energy (ICE)

Le projet INTERREG « ICE » (Intelligent Community Energy),inclus dans le programme SMILE et porté par BDI (BretagneDéveloppement Innovation), fait suite au projet MERIFIC.Dans ce cadre, il est demandé à SABELLA de maintenir D10sur site jusqu’à la mise en place d’une infrastructurehydrolienne de plus grande ampleur et de maximiserl’injection de sa production sur le réseau électrique deOuessant.

Boucle énergétique locale (BEL)

Sous l’égide de la Région Bretagne, une convention detransition énergétique pour développer une boucleénergétique locale (BEL) sur les trois îles du Ponant de lapointe Bretagne (Sein, Molène et Ouessant), labéliséesterritoires à énergie positive pour la croissance verte, a étésignée entre les trois îles, l’Association des îles du Ponant, laRégion Bretagne, EDF SEI, ENEDIS et SABELLA.

Seconde campagne d’essais

Dans ce contexte, et l’audit technique complet étantréalisé, la turbine de D10 sera réinstallée sur son embasedans le Fromveur. Cette seconde campagne d’essaispermettra d’une part de consolider le retour d’expérienceacquis et de monter en puissance, et d’autre part desécuriser l’approvisionnement énergétique à Ouessant,dans l’attente du déploiement de la ferme pilote

SABELLA | 11

PROJET « PHARES »

Convaincu par la pertinence de la solution technique deSABELLA et du projet d’alimentation en énergie renouvelablede Ouessant, AKUO ENERGY, premier producteur indépendantd’énergie renouvelable français, a décidé de s’associer àSABELLA pour le développement d’une ferme pilotehydrolienne. La ferme sera composée de deux hydroliennesD12 de puissance maximale unitaire de 1,2 MW et de 12mètres de diamètre.

Le projet né de cette coopération, PHARES (Programmed’Hybridation Avancée pour Renouveler l’Énergie dans lesSystèmes insulaires), décline ainsi un modèle énergétiqueinsulaire hydride, couplant différents moyens de productiond’électricité d’origine renouvelable (hydroliennes, éolienne etpanneaux photovoltaïques) pour une substitution maximiséede la production des groupes électrogènes. Une puissantesolution de stockage viendra sécuriser la gestion de l’équilibreoffre/demande en énergie, assurant une exploitation optimaledes sources de production renouvelable et un recours minimalaux groupes électrogènes.

La mise en service des différents composants de ce systèmeénergétique est prévue pour 2019, pour une exploitation d’unedurée de l’ordre de 20 ans.

Outre la sécurisation de l’approvisionnement, le taux depénétration de l’énergie renouvelable dans le mixénergétique de Ouessant est estimé à 70%, entraînant uneréduction des émissions de CO2 d’autant.

Le déploiement commercial du Fromveur

La ferme pilote préfigure un déploiement d’ampleur dans lePassage du Fromveur, en permettant l’acquisition de retoursd’expérience multiples (production, maintenabilité, acceptation

Polder de Brest

La ferme pilote est aussi le prélude au déploiement d’unenouvelle filière industrielle, dont bénéficiera le port de Brest,avec l’aménagement d’un complexe industriel dédié aux EMR.Ce projet s’inscrit dans le cadre de l’expansion du port.

Développement à l’international

Parallèlement, SABELLA poursuit son développement àl’international sur des pays cibles conjuguant un gisementattractif et un besoin d’autonomie et de sécurisation del’approvisionnement électrique. Ainsi, SABELLA continue denouer des relations d’intérêt.- Aux Philippines : un partenariat d’exclusivité a été signé en

2015 avec le développeur de projet local, H&WB, pour ledéploiement d’une ferme pilote dans le détroit de SanBernardino, dont le potentiel hydrolien est estimé à plus de500 MW.

- En Indonésie : la signature d’un accord industriel significatifet la création du consortium MPS avec PT. Meindo ElangIndah et PT. Prima Langkah Pratama ouvre la voie à undéveloppement hydrolien majeur dans cet archipelcomptant plus de 17 000 îles.

- En Amérique du Nord et du Sud : des projets à différentsstades d’avancement voient le jour, en particulier dans legrand nord canadien.

- Dans les DOM-TOM et les îles à travers le monde : SABELLApoursuit sa prospection et l’identification de zones propices.

sociale, environnement). Un potentiel exploitable de l’ordre de500 MW de puissance hydrolienne répondrait au besoinélectrique résidentiel du Finistère, aujourd’hui en grande partiepourvu par les centrales de Flamanville et Cordemais.

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