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1 Rapport réalisé par : M.LE BIHAN Rémy N° Étudiant-e 40007438 Projet EOLE Eoli

1 Rapport réalisé par : M.LE BIHAN Rémy N° Étudiant-e 40007438 Projet EOLE Eolienne ovoïde linéaire expérimentale Licence SPI_L2_S4 Université de La Réunion 2 Remerciements A M. JOANNIN Colas – Ingénieur COMSOL-Multiphysique A M. OULETTE Aurélien – Ingénieur EDF-Réunion A M. CHABRIAT Jean-Pierre – Elu à l’enseignement supérieur-Conseil Régional A M. SAGODIRA Gilles – Directeur des études L2SPI Aux membres du jury 3 1-Phase de conception L’ère actuelle est marquée par l’augmentation systématique de la consommation d’énergie à travers le monde, de plus en plus, l’on cherche à déployer des infrastructures permettant de répondre à ce besoin tout en respectant l’environnement. C’est dans ce cadre que s’inscrit le projet EOLE (éolienne ovoïde linéaire environnementale), qui est donc le projet que nous mènerons pour ce semestre 2 de L2 SPI. 1.1-L’éolien à l’international En 2021, la part de l’éolien était estimée à environ 7% de la production mondiale d’électricité. Les principaux producteurs étant respectivement l’Asie, l’Europe et l’Amérique du Nord. Si l’on suit l’évolution de la production mondiale d’énergie éolienne on voit bien que cette dernière est en nette augmentation depuis quelques années. En effet, l’urgence climatique oblige la mise en place de nouvelles politiques de lutte contre le réchauffement planétaire, ce qui explique la transition vers les énergies vertes. De plus en plus d’infrastructure destinées à produire des énergies renouvelables sont donc déployée depuis ces dernières années. 1.2-L’éolien en France Avec la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte, promulguée le 18 août 2015, la France s’est fixée pour objectif d’atteindre 32 % d’énergies renouvelables dans la consommation totale d’énergie de la France à horizon 2030. Figure 1.1 : évolution de la production mondiale d’énergie éolienne en 2021 selon wwindea 4 Avec 60,8 GW de capacité installée, l’Allemagne possède le parc le plus important devant l’Espagne (25,7 GW) et le Royaume-Uni (23,9 GW). Le parc français est le quatrième plus important d’Europe avec 16,5 GW de capacité installée en 2019. En 2019, le parc éolien français a produit 34,1 TWh soit 6,3 % de la production d’électricité nationale. Cela représente une progression de 21,2 % par rapport à 2018. Même si ces données ont évolué depuis 2019, on voit bien que la France s’inscrit dans une démarche d’augmentation de sa production d’énergie éolienne tout comme le reste du monde. 1.3-L’UE en transition L'UE a adopté une législation ambitieuse dans de nombreux domaines d'action afin de mettre en œuvre ses engagements internationaux en matière de lutte contre le changement climatique. Les pays de l'UE ont fixé des objectifs d'émissions contraignants afin que des secteurs clés de l'économie réduisent sensiblement leurs émissions de gaz à effet de serre. En 2017, l'UE avait réduit ses émissions de près de 22 % par rapport à 1990, atteignant son objectif de réduction des émissions pour 2020 avec trois ans d'avance sur le calendrier prévu. En décembre 2020, compte tenu de l'engagement pris par l'UE de relever son ambition en matière de climat conformément à l'accord de Paris, les dirigeants de l'UE ont approuvé un objectif contraignant consistant en une réduction nette des émissions de gaz à effet de serre dans l'UE d'au moins 55 %d'ici 2030 par rapport aux niveaux de 1990, soit un renforcement important du précédent objectif de réduction des émissions de l'UE, qui était de 40 % d'ici 2030. 1.4-Contexte énergétique local L’insularité qui caractérise les territoires de l’Océan indien rend impossible toute intégration aux réseaux électriques extérieur, ceci a pour conséquence une dépendance de ces derniers à l’électricité d’origine thermique ou fossile, qui les expose fortement à la fluctuation des prix du combustible importé. Figure 1.2 5 On voit sur la figure présentée ci-dessous que les énergies non renouvelables représentent encore une part conséquente du mix énergétique à la réunion. On note cependant que la Programmation Pluriannuelle de l’Énergie (PPE) sur les périodes 2019-2023 et 2023-2028 s’inscrit dans une perspective de mix électrique 100 % énergies renouvelables l’horizon 2030 en visant 79 % dès 2023 et 81 % en 2028. Cet objectif ne pourra être réalisé qu’en continuant de développer les sources d’énergie renouvelables intermittentes au niveau local. EDF actualise régulièrement les informations sur la répartition de la production électrique sur le territoire Réunionnais, la carte la plus récente regroupant ces informations est présentées ci-dessous, L’année n’est pas indiquée par EDF mais on suppose que cette carte traite de l’année 2021 puisque le parc éolien de la Perrière n’est pas représenté. En effet, des travaux de remplacement sont en cours en vu d’augmenter la capacité de production du parc tout en réduisant le nombre d’éoliennes. Ceci illustre bien le désir d’augmentation de la production d’énergie verte à la Réunion. Figure 1.3 : répartition de la production électrique à la réunion en 2017 Figure 1.4 sites de production électrique sur le territoire Réunionnais en 2019 source : bilan énergétique de la réunion 2019 6 Raccordement au réseau électrique Dans cette section nous chercherons à comprendre comment fonctionne le raccordement d’une éolienne au réseau électrique. Du point de vue de la législation il existe différentes conditions si l’on veut injecter de l’énergie éolienne sur le réseau. Seules les éoliennes implantées en zone de développement éolien (ZDE) ayant reçu un certificat de la direction régionale de l’industrie, de la recherche et de l’environnement (DRIRE). Elles sont introduites par l’article L.314-9 du Code de l’Énergie : Les zones de développement de l'éolien terrestre sont définies par le préfet du département en fonction -Des délimitations territoriales inscrites au schéma régional éolien ; -De leur potentiel éolien ; -Des possibilités de raccordement aux réseaux électriques ; -De la possibilité pour les projets à venir de préserver la sécurité publique, les paysages, la biodiversité, les monuments historiques et les sites remarquables et protégés ainsi que le patrimoine archéologique. Elles sont proposées par la ou les communes dont tout ou partie du territoire est compris dans le périmètre proposé ou par un établissement public de coopération intercommunale à fiscalité propre, sous réserve de l'accord de la ou des communes membres dont tout ou partie du territoire est compris dans le périmètre proposé. 7 2-Phase d’étude préliminaire Comme nous l’avons vu dans l’introduction, l’éolien à la Réunion est un secteur d’avenir qui reste à être développé. C’est dans ce contexte que survient le projet EOLE. L’objectif de ce projet est de dimensionner une installation de production éolienne à axe vertical, à l’échelle d’un quartier. Pour résumer brièvement le cahier des charges dans un premier temps, le système que somme amené a étudier et dimensionner doit pouvoir, en partie, alimenter en électricité un quartier. Ce dispositif devra être équipé de capteurs permettant l’acquisition d’informations caractéristique de l’installations. Ces données permettront ensuite de d’alimenter une base de données. Dans ce rapport nous tenterons d’expliciter le plus précisément possible la démarche suivie pour répondre à toutes ces exigences. 2.1 Diagramme de contexte Ce diagramme nous permet de visualiser le système dans sa globalité en identifiant clairement les éléments extérieurs en interaction avec ce dernier. Les principaux éléments directement en interaction avec l’EOLE sont : le vent, le réseau électrique et l’unité de transmission. Indirectement, les consommateurs d’électricité sont liés au système par le biais du réseau. Le serveur lui, reçoit des données sur les caractéristiques de l’installation par le biais de l’unité de transmission. Figure 2.1: diagramme de contexte 8 Figure 2.3 diagramme de cas d'utilisation 2.2 Carte mentale du projet La réalisation d’une carte mentale pour un projet de ce genre est nécessaire, en effet il s’agit ici de regrouper toutes les idées directrices concernant la réalisation du projet afin de s’en servir comme « tuteur » tout au long de ce dernier. Cette carte permet également de mettre en évidence la répartition des tâches dans le groupe ENERGIE. Pour ma part, la partie de l’alimentation m’a été attribué, je m’attacherai donc dans ce rapport, à détailler les éléments concernant cette thématique. 2.3 Diagramme de cas d’utilisations Figure 2.2 carte mentale du projet EOLE 9 Le diagramme de cas d’utilisation permet la description de toutes les fonctionnalités du système et identifie à qui s’adresse ces cas d’utilisations. Dans le cas du projet EOLE la fonctionnalité principale repose sur la production d’énergie électrique. Différents acteurs, humain ou non, sont amenés à utiliser cette fonction directement ou indirectement. On note également une fonction secondaire qui consiste à l’acquisition et la transmission de données techniques sur le système. 2.4 Chaîne d’énergie La chaîne d’énergie décrit sommairement le chemin suivis par l’énergie en partant de la source primaire pour arriver à l’action à réaliser, c’est-à-dire alimenter les écoquartiers en électricité par le biais du réseau edf. On identifie également les éléments permettant de réaliser ces différentes étapes. 2.5 Diagramme des exigences 10 Le diagramme des exigences permet de visualiser clairement toutes les contraintes imposées auxquelles nous devrons répondre par la suite. Pour le cas du groupe énergie, les contraintes principales nous concernant reposent sur la production d’énergie, ces dernières étant illustrées ci-dessus. Une contrainte sur l’alimentation des composants internes du système (microcontrôleur etc..) a été fixée : ces derniers devront être alimentés par uploads/Ingenierie_Lourd/ lebihan-remy-rapport-de-projet-eole-l2spi.pdf