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Contribution actuelle et future de la force
hydraulique pour l’approvisionnement
électrique en Suisse
Prof. Anton Schleiss
Directeur du Laboratoire de constructions hydrauliques (LCH) de l’EPFL
ENERGIEFORUM SCHWEIZ
Berne, le 29 avril 2013
Contenu de la présentation
1. Rôle particulier de la force hydraulique
suisse dans l’arc alpin et en Europe
2. Contribution future de la force
hydraulique comme batterie dans
l’arc alpin et en Europe
3. Renforcement de la compétitivité grâce
à la flexibilisation:
• Surélévation des barrages
• Augmentation de la capacité
4. Synergies avec des projets à buts
multiples
5. Exploitation des nouveaux lacs
glaciaires
6. Conclusions
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 2
Rôle particulier de la force hydraulique
suisse dans l’arc alpin et en Europe
Allemagne
Autriche
France
Slovénie
Italie
Suisse
Dienstag, 18. Juni 2013 3
Force hydraulique dans l’arc
alpin et en Europe
Part de l’énergie
Production
Puissance hydraulique dans la
Pays annuelle moyenne
installée MW* production totale
GWh/an (2011)*
d’électricité*
Allemagne 4 350 19 000 4,2%
Autriche 13 200 37 701 62,3%
France 23 000 45 845 8,5%
Italie 17 800 47 756 12,4%
Slovénie 846 3 550 29,0%
Suisse 13 723 37 795 56,5%
Pays alpins 72 919 191 647 12,6%
Europe* 181 266 531 152 ≈15%
* Selon Hydropower & Dams, World Atlas 2012
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 4
Energie à accumulation
(retenues saisonnières)
% de la production
Production GWh/an
hydraulique
Allemagne env. 800 5%
Autriche 12 015 32%
France env. 12 000 17%
Italie 16 871 36%
Slovénie - -
Suisse 18 462 53%
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Barrages > 150 m en Suisse
Grande Dixence (285m) Mauvoisin (250m) Luzzone (225m)
Contra (220m) Emosson (180m) Tseusier (156m)
Göscheneralp (285m) Curnera (155m) Zervreila (151m)
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 6
Rôle de la Suisse comme batterie
dans l’arc alpin et en Europe
Puissance installée des
centrales hydrauliques
Pays alpins Allemagne
73 GW
Slovénie 1% Suisse 6%
Suisse 6%
19% Autriche
Autriche
19 % 16 %
45% 16%
Italie
22% France
36%
Europe Pays alpins
(100% = 181 GW ) (100% = 73 GW)
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Contribution future de la force hydraulique suisse comme batterie dans l’arc alpin et en Europe Dienstag, 18. Juni 2013 8
Contribution future: augmentation
de la production annuelle
Réaliste selon des études du potentiel (1987 et 2004*)
– Augmentation brute de la production annuelle de 3.5–4.0 TWh
avec des conditions cadres favorables
– Pertes de production d’env. 2 TWh après renouvellement des
concessions (débit résiduel minimal exigé par la LPE)
– Pertes dues au changement climatique: jusqu’en 2050 encore
faible
– Augmentation nette de la production annuelle de 1.5–2.0 TWh
par rapport à aujourd’hui (2013) dans le meilleure des cas
* Etudes menées pour l’OFEN par Elektrowatt Ing. (1987) et Elektrowatt-
Ekono (2004) sur mandat de l’OFEN
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Objectifs du Conseil fédéral
jusqu’en 2050
Selon l’étude «Le potentiel hydroélectrique de la Suisse – Potentiel
de développement de la force hydraulique au titre de la stratégie
énergétique 2050»
Conditions d’utilisation Conditions d’utilisation
actuelles optimisées
Nouvelles grandes centrales 770 1 430
Petites centrales hydrauliques 1 290 1 600
Extensions, transformations et 870 1 530
agrandissements de grandes
centrales hydrauliques
Effets de la LEaux - 1 400 - 1 400
Potentiel hydraulique total 1 530 3 160
(en GWh)
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 10Contribution future: augmentation
de la production annuelle
Stratégie énergétique 2050
Jahresproduktion [GWh]
Jahr
Potentiel technique: env. 42 000 GWh
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 11Problème de l’approvisionnement en hiver Solde importateur – exportateur (statistique sur l’électricité) 2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 12
Renforcement de la compétitivité de la force hydraulique suisse grâce à la flexibilisation de la production Dienstag, 18. Juni 2013 13
Possibilités techniques offertes par
les renouvellements, les extensions
et les nouvelles constructions
Objectifs
• Augmentation de la production annuelle (potentiel faible):
– Elle est possible surtout par l’extension des installations existantes.
– La construction de mini-centrales au fil de l’eau sur des rivières non
encore exploitées n’est pas raisonnable du point de vue énergétique
et difficile à défendre du point de vue environnemental.
• Flexibilisation de la production des installations existantes et
augmentation de la production en hiver primordiales et réalisables via:
– l’accroissement des capacités de stockage de l’eau
– l’augmentation de la puissance installée
– l’augmentation de la puissance des pompes
– la réalisation de bassins de compensation
– la mise en place de nouveaux systèmes d’adduction d’eau
(parallèles à ceux existants)
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 14Potentiel lié au rehaussement des barrages existants • Avec des rehaussements faibles (
Potentiel lié au rehaussement
des barrages existants
Exemples de projet
• En construction:
– Muttsee
+ 15 mio m3
– Vieux Emosson
+ 13 mio m3
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 16Potentiel lié au rehaussement
des barrages existants
Exemples de projets:
• En planification:
– Grimsel
+ 85 mio m3 énergie produite en d’hiver + 200 GWh
– Göscheneralp
+ 12 mio m3
– …….
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 17Potentiel lié au rehaussement des barrages existants Rehaussements possibles: Albigna, Cavagnoli, Gebidem, Gries, Sihlsee, Klöntal, Sambuco, Ritom, Emosson, Santa Maria, Moiry, Limmern, Curnera, Nalps, Valle di Lei, Hongrin, Zervreila, Gigerwald, Mattmark, … 2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 18
Exploitation de synergies dans le
cadre de projets à buts multiples
Etude scientifique
de cas sur le Rhône
(projet CTI
«Synergie »)
Projet de recherche
de Ph. Heller
et M. Pellaud
de 2003 à 2007
Dienstag, 18. Juni 2013 19Synergies dans le cadre de
projets à buts multiples
Projet à buts multiples
envisageable sur le Rhône
Surface du lac artificiel 1 km 2
Volume 7,6 mio m3
Réduction de la crue 200 m3/s
Elimination du marnage grâce à 0,7 m
de variation dans le bassin de retenue
Production annuelle:
43 GWh
Création de biotopes et
d’une réserve naturelle
Création d’une zone de loisir
Maîtrise de l’alluvionnement
(atterrissement)
Coûts d’investissement: 200 mio CHF
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 20NELAK : une possible réponse au retrait des glaciers – Exploitation des nouveaux lacs glaciaires Dienstag, 18. Juni 2013 22
Cas d’étude: glacier de Corbassière et aménagement du barrage de Mauvoisin 2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 23
Cas d’étude: glacier de Corbassière
et aménagement du barrage de
Mauvoisin
• Scénario climatique de l’ETH Zurich
• Aménagement d’une nouvelle station de pompage-turbinage
de 500 MW à Corbassière
• Ajouté et comparé à:
l’aménagement actuel seul
l’aménagement actuel et le projet «Mauvoisin II»
(augmentation de la puissance: nouvelle station de
pompage-turbinage de 550 MW)
• Etude menée sur 3 périodes:
2005–2010: période de référence
2075–2080: mise en service du nouvel aménagement
2094–2099: fin du siècle
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 24Nouvelle station de pompage-
turbinage de 500 MW entre
Mauvoisin et Corbassière
Caractéristiques
Chute: 395-672 m
Débit T: 100 m3/s
Débit P: 75 m3/s
Rendement global: 75%
Coûts de construction:
450 mio EUR
(585 mio CHF)
Barrage
[Digue de protection] Corbassière glacier
currently 2670 m.a.s.l.
Hauteur: 40 m
Mauvoisin reservoir
Longueur: 500 m 1838 to 1975 m.a.s.l.
Volume des retenues
[en mio m3] Power house
1800 m.a.s.l.
Corbassière Lake
2360 to 2510 m.a.s.l.
500 m
Mauvoisin: 204
Corbassière: 52
2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 25Conclusions • Grâce à ses usines hydroélectriques à accumulation situées dans les Alpes, la Suisse peut encore renforcer sa position de fournisseur d’énergie de pointe et de régulation (= rôle de batterie) • L’augmentation de la production grâce à des nouvelles énergies renouvelables (solaire et éolienne) nécessitera plus d’énergie de régulation à grande disponibilité produite par les installations hydroélectriques, ce qui augmentera l’attractivité du pompage-turbinage et l’agrandissement des retenues existantes lorsque les subventions auront été réduites. • Pour renforcer la compétitivité de la force hydraulique suisse sur le marché européen de l’électricité, la flexibilisation de la production est primordiale (notamment par l’augmentation de la capacité installée et la surélévation des barrages). • Le recul des glaciers met à disposition des sites pour la construction de nouvelles retenues qui peuvent compenser les pertes d’énergie et augmenter la flexibilité des usines hydroélectriques à accumulation. 2O. Juni 2013 ENERGIEFORUM SCHWEIZ 26
Merci de votre attention
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