Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photo voltaïque Livrable 2 - DREAL Nouvelle ...
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RAPPORT
CETE du
SudOuest
Novembre 2011 Dreal Aquitaine
Contribution au SRCAE
d'Aquitaine Potentiel photo
voltaïque Livrable 2
Complément prospective à 2020
Ministère de l'Écologie, du Développement Durable,
des Transports et du Logement
wwwcetesudouest,developpementdurable.gouv.fr
Étude terminée ayant donné lieu à une production Informations du document Titre du rapport : Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2 Soustitre : Complément prospective à 2020 Date du rapport : Novembre 2011 Auteurs Aurélien Péré– CETE SO Centre d'Études Techniques de l'Équipement DAIT du SudOuest EADDT/UTPVT Rue Pierre Ramond BP 10010 Tél. : 0556706711 33166 St Médard en Jalles cedex Mél. Aurelien.pere@developpementdurable.gouv.fr Tél : 05.56.70.66.33 Fax : 05.56.70.67.33 Organisme Commanditaire Dreal Aquitaine Informations Contractuelles Nature du document : Rapport Référence administrative : Devis n°11/62/5440 Affaire commandée le : 02/09/2011 Référence documentation : n° ISRN : EQCT3311165 FR Résumé Ce livrable fait suite au premier livrable sur le potentiel (théorique) de production d'électricité d'origine solaire en Aquitaine. Dans ce deuxième livrable, on définit un potentiel par bassin de consommation : celuici est très discriminant puisque le potentiel Aquitain par bassin de consommation est globalement de 1224 MWc contre un potentiel (théorique) de 8,2 GW en toiture, entre 1,4 et 2 GW au sol pour les zones à enjeu faible et de 540 GW au sol en zones à enjeu fort. La territorialisation du « potentiel par bassin de consommation » définit une hiérarchie spatiale de zones selon leur capacité à accueillir des centrales au sol. Trois scenarii sont définis : un scénario « au fil de l'eau » qui tient compte de l'existant (installations raccordées), des installations en file d'attente, du nouveau cadre de régulation du photovoltaïque de mars 2011. La cible annuelle est de 37 MWc, soit 429 MWc installés à horizon 2020. un scénario « médian » qui définit quatre cibles supplémentaires au scénario fil de l'eau: l'ensemble des zones favorables du potentiel théorique (livrable 1), les bâtiments neufs équipés à 50% à partir de 2015, les parkings existants de plus de 20000m², le parc HLM équipé à 25% des immeubles, les bâtiments publics et et affiliés: soit une cible annuelle de 110 MWc pour atteindre 1080 MWc installés à horizon 2020. un scénario « de transition » définit un changement d'échelle du développement du photovoltaïque. Six cibles supplémentaires au scénario fil de l'eau sont définies : l'ensemble des zones favorables du potentiel théorique ainsi que les zones forestières à hauteur de la capacité effective de reboisement, les bâtiments neufs équipés à hauteur de 50% à partir de 2012, les parkings existants de plus de 20000m², le parc HLM à hauteur de la moitié des immeubles équipés en 2020, les bâtiments et équipements publics et affiliés, les ménages aisés propriétaires : soit une cible annuelle de 290 MWc pour atteindre 2706 MWc installés à l'horizon 2020. L'analyse des scenarii montre que le scénario médian nécessite un renforcement du réseau localisé (dans les Landes notamment) alors que le scénario de transition nécessite un renforcement du réseau général. Le scénario « au fil de l'eau » peut accueillir l'ensemble du potentiel de développement sans renforcer le réseau. Mots clés Photovoltaïque, Solaire, Potentiel, Centrale au sol, Ferme, Toitures, électricité, énergies renouvelables, prospective Mots clés géographiques Aquitaine, Gironde, Dordogne, Landes, Pyrénées Atlantiques, LotetGaronne
Historique des versions du document
Version Date Auteur Commentaires
Version provisoire pour COS du 19 septembre.
V 0.1 15/09/2011 A. Péré A terminer : explication de la projection de population à 2020
et des cibles du scénario de transition
Parties à rédiger terminées.
V1 22/09/2011 A. Péré
Mise en forme : dernier modèle de rapport utilisé
Suite aux remarques de la DREAL et de la DRAAF, ajout des
rappels du livrable 1 et d'une cartographie régionale du
V 2 8/11/2011 A. Péré
potentiel en grande toiture d'activité par bassin de
consommation
v3 28/11/2011 A. Péré Version définitive
Affaire suivie par
Aurélien Péré – CETE SO / DAIT
Tél. 0556706711
Mél. : aurelien.pere@developpementdurable.gouv.fr
Sommaire
1.Rappels des résultats du livrable 1 : ...........................................................................................................8
1.1.Gisement solaire brut ..............................................................................................................................8
1.2.Potentiel photovoltaïque........................................................................................................................10
1.2.1.Potentiel sur bâti.........................................................................................................................10
1.2.2.Potentiel sur sites anthropisés....................................................................................................14
1.2.3.Potentiel sur espaces bâtis ordinaires........................................................................................17
1.3.Rappel synoptique des potentiels théoriques du livrable 1: .................................................................21
2.Potentiel sur constructions neuves et projection de la population à 2020...........................................23
2.1.Constructions neuves.............................................................................................................................23
2.2.Projection de la population à 2020........................................................................................................25
3.Adéquation des besoins de consommation et de la capacité de production des « grandes
installations photovoltaïques » (centrales au sol sur grandes toitures d'activité de plus de 2500 m²) 27
3.1.Méthodologie .........................................................................................................................................27
3.2.Cartographies du potentiel par bassin de consommation ....................................................................28
3.3.Cartographie de synthèse......................................................................................................................36
4.Les scenarii de prévision du développement du photovoltaïque à horizon 2020 en Aquitaine.........38
4.1.Installations existantes et en projet en Aquitaine au 31/12/2010..........................................................38
4.2.Scénario au fil de l’eau : prévision selon le Nouveau Cadre de régulation du photovoltaïque.............40
4.3.Scénario médian....................................................................................................................................44
4.4.Scénario de transition ...........................................................................................................................48
5.Conclusion ...................................................................................................................................................54
Annexe 1 : éléments de repères ...................................................................................................................56
Annexe 2 : Grille d'occupation du sol...........................................................................................................58
Préambule Le changement climatique et l’épuisement des ressources fossiles et fissibles prouvées soulèvent des enjeux énergétiques majeurs autour desquels les territoires se mobilisent. L’électricité est un des trois piliers de la consommation énergétique avec les transports et la production de chaleur. Elle représente environ 22% de la consommation d’énergie finale en France et en Aquitaine, et c’est un pilier pour lequel la production d’énergie renouvelable peut permettre un taux de couverture important. Afin de contribuer à l’objectif « Facteur 4 » de réduction des émissions de gaz à effet de serre que la France s’est assignée, la loi Grenelle I prévoit de porter à au moins 23% en 2020 la part des énergies renouvelables dans la consommation d’énergie finale, soit un doublement par rapport à 2005. L’objectif du solaire photovoltaïque fixé par la programmation pluriannuelle d’investissement présentée au Parlement au début de l’été 2009 est un plancher de 1100 MW au niveau national pour fin 2012 et un plancher de 5400 MW pour 2020. Cet objectif a été repris dans la loi Grenelle II portant engagement national pour l’environnement. Grâce au potentiel important en Aquitaine, et aux tarifs d’achat qui s’imposent à EDF, la réalité du terrain dépasse les volontés nationales et locales. Le développement du photovoltaïque en Aquitaine est massif : entre 2009 et 2011 on est passé de 2,84 MW raccordé au 30/06/2009 à 167 MW raccordé au 30/06/2011. Ce développement a entraîné la mise en place d'un nouveau cadre de régulation du photovoltaïque le 11/03/2011. Celuici a mis en place des tarifs d'achats de l'électricité ajustable chaque trimestre pour les installations de petite taille et des procédures d'appels d'offre pour les installations de grande taille. Il revient aux acteurs locaux de l’aménagement d’une part de définir localement l’objectif à atteindre à partir du potentiel du territoire, d’autre part de mettre en place les conditions pour atteindre cet objectif dans les meilleures circonstances, en respectant les enjeux définis par l’Etat en matière de préservation du paysage, de la biodiversité, etc. Le premier livrable de cette étude dirigée par la DREAL Aquitaine et réalisée par le CETE du Sud Ouest en collaboration avec le CETE Méditerranée, a permis la mise en place d'un socle commun d'informations sur les techniques de production d'électricité d'origine solaire. Il a également permis de définir un potentiel théorique de développement de l'énergie solaire photovoltaïque en Aquitaine fondé sur le respect de facteurs environnementaux, urbanistiques, paysagers, topographiques et spatiaux (grille de sensibilité territoriale) ainsi que de l'occupation du sol (grille d'occupation du sol) pour les installations au sol et sur bâti. Dans ce deuxième livrable, l'objectif est dans un premier temps (partie 3) de définir un potentiel de développement du photovoltaïque par bassin de consommation, c'est à dire un potentiel territorialisé par zone d'environ 15 km de rayon qui tient compte des besoins de consommation électrique et de la capacité du réseau électrique à accueillir une production d'électricité intermittente et décentralisée. Dans un deuxième temps (partie 4), l'objectif est de définir trois scenarii de développement du photovoltaïque à l'horizon 2020 qui tiennent compte du potentiel théorique et du potentiel par bassin de consommation calculés dans le livrable 1 et dans la première partie de ce livrable. Le premier scénario « au fil de l'eau » est un prolongement de la tendance de développement actuelle qui tient compte du nouveau cadre de régulation. Le deuxième scénario est un scénario « médian » pour lequel un développement supplémentaire du photovoltaïque est envisagé entre 2015 et 2020. Le dernier scénario « de transition » est un scénario où est envisagé un changement d'échelle du développement du photovoltaïque.
Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
1. Rappels des résultats du livrable 1 :
1.1. Gisement solaire brut
Le gisement solaire permet de mettre en évidence le rayonnement solaire brut qui s’applique sur le territoire,
ce qui peut être un facteur important de choix de site d’installation pour un opérateur, puisqu'il est pris en
compte dans la rentabilité de l’installation. En dehors des zones soumises aux effets de masque liés au
relief, les zones d'ubac en montagne, il ne s'agit pas à proprement parler d'un enjeu discriminant, mais plutôt
d'un indicateur qui met en évidence les zones d'opportunité ou de pression en matière d''implantation des
installations solaires.
La valeur exprimée correspond à la valeur d'ensoleillement en kWh liée au rayonnement direct et diffus,
perçue en moyenne par an et par m² sur le territoire, et exprimée "à plat".
Les valeurs se situent dans un intervalle entre 1150 kWh/m² et 1500 kWh/m² en dehors des zones
montagneuses où on détecte des amplitudes plus importantes.
Ces valeurs sont conformes aux intervalles fournis par l’Ademe (1220 kWh/m² à 1350 kWh/m² pour la
majorité de l’espace Aquitain).
On observe des variations intrarégionales intéressantes : les espaces les plus ensoleillés sont le massif
Landais et ceux au Nord de la vallée de la Garonne, notamment en Gironde et dans le LotetGaronne.
Néanmoins, les variations ne sont pas très importantes entre les valeurs moyennes d’ensoleillement des
espaces : elles sont de l’ordre de 6% entre les espaces les plus ensoleillés et les moins ensoleillés au sein
des départements et de l’ordre de 10% entre départements. Ces variations d'ensoleillement entraînent des
variations de même ordre de grandeur dans la production d'électricité photovoltaïque (elle est une fonction
linéaire de l'ensoleillement). Ces variations ont par conséquent un effet spatial beaucoup moins discriminant
que pour l'éolien, secteur pour lequel l'énergie produite est une fonction cube de la vitesse du vent.
CETE du SudOuest DAIT 8 DREAL Aquitaine
Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2 CETE du SudOuest DAIT 9 DREAL Aquitaine
Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
1.2. Potentiel photovoltaïque
La démarche de définition du potentiel photovoltaïque a été menée à l'échelle régionale; pilotée par la
DREAL et en associant les Directions Départementales des Territoires, des services déconcentrés de l’État
et des collectivités territoriales. Sur la base de cette coordination, le potentiel photovoltaïque Limousin est
évalué sur trois catégories de zones :
• les toitures des bâtiments, et en particulier les bâtis d'activité ;
• les espaces dits « anthropisés », identifiés par l’État comme étant cible préférentielle d’implantation
des centrales photovoltaïques ;
• les espaces non bâtis ordinaires, susceptibles d’accueillir des centrales solaires au sol.
1.2.1. Potentiel sur bâti
L’objectif de l’étude est de représenter la contribution que constitue les toitures des bâtiments à l’objectif
régional de production d’électricité d’origine solaire. L’étude prend en compte le bâti résidentiel et le bâti
d'activité. Ils sont analysés au moyen de la base de données Topo® de l'IGN, dont la couche « bâti » est
exhaustive à plus de 95%.
Les valeurs totales de bâti sont ensuite affectées d'un rendement par m² déterminé à partir des éléments de
contraintes liés à la configuration, à l'implantation ou à la nature des bâtiments (profil des toitures, orientation
des bâtiments, effets de masque lié à l’implantation de bâtiment à proximité, présence d’équipements
techniques, affectation patrimoniale).
Sur la base de ces éléments, les valeurs de rendements des toitures sont comprises entre 0 Wc/m² pour les
bâtiments a priori non exploitables (églises, musées, silos agricoles...) et 65 Wc/m² pour le bâti le plus
favorable sur le plan technique :
Coefficient moyen global
Typologie de bâti
en Aquitaine (Wc/m²)
Maisons (bâti indéterminé de hauteur10m) incluant le bâti d’enseignement et de santé 32
Bâti d'activité : Bâtiments Industriel, Agricole ou Commercial 41
Dont bâtiment industriels 39
Dont bâtiments commerciaux 46
Dont bâtiments agricoles 65
Bâtiments sportifs 48
Autres types de bâti (gare, péage, mairie, préfecture, sous préfecture…) 54
Cette estimation de rendement des toitures est une estimation « plancher », volontairement prudente de
façon à garantir un seuil de potentiel de production.
CETE du SudOuest DAIT 10 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
Dont puissance
sur grandes
Dont Surface sur grandes
Dont Surface sur Dont Puissance toitures d'activité
Surface totale toitures d'activité (bâti
bâti d'activité (en sur bâti (bâti d'activité
(millions de m²) d'activité de plus de 2500
millions de m²) d'activité (MWc) de plus de 2500
m²) (millions de m²)
m²)
(MWc)
Dordogne 55 14 429 2 81
Gironde 107 16 619 6,9 284
Landes 39 9 345 2,4 101
Lot et Garonne 48 18 403 3 126
Pyrénées
55 13 530 2,6 106
Atlantiques
Total Aquitaine 303 70 2326 16,9 698
Le potentiel de production d’électricité d’origine solaire sur le bâti d'Aquitaine est estimé à environ 303
millions de m², dont 70 millions pour le bâti d'activité (incluant 17 millions pour les grandes toitures
d'activité). Soit 8 200 MWc pour la totalité du parc, dont 2 300 MWc pour le bâti d'activité (incluant 700MWc
sur les grandes toitures d'activité.)
CETE du SudOuest DAIT 11 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2 CETE du SudOuest DAIT 12 DREAL Aquitaine
Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2 CETE du SudOuest DAIT 13 DREAL Aquitaine
Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
1.2.2. Potentiel sur sites anthropisés
En ce qui concerne les centrales solaires au sol, l'Etat incite à investir les zones artificialisées que
constituent les friches industrielles, les parkings. Le terme « artificialisé » étant impropre dans la mesure où
il peut s’agir de sites faisant l’objet d’une reconquête naturelle, nous lui substituons celui d’espace «
anthropisé » qui regroupe les friches minières, friches de carrières, de décharges et de stockage de
matériaux, les friches industrielles de toute nature ainsi que les grandes emprises de parkings.
A ce jour, il existe peu de base de données exploitable pour identifier les superficies des friches industrielles
et évaluer le potentiel représenté par ce gisement sur le territoire régional.
En l’absence d’informations précises sur les parcelles concernées, la méthode pour reconstituer ce potentiel
a consisté à exploiter les éléments des différents acteurs (DDTM, DREAL, BRGM, etc.), croisées et
complétées par la Base des Anciens Sites Industriels et Activités de Service (BASIAS), inventaire des
anciens sites industriels réalisé entre 2001 et 2007 et actualisé en 2008.
Pour autant, le recensement des zones anthropisées n’est pas exhaustif au regard de la difficulté
d’exploitation des données disponibles.
De plus, ce potentiel ne tient pas compte des difficultés techniques ou administratives qui peuvent être liées
à la reconversion de ces sites, ni des conflits d’usages avec d’autres possibilités de reconversion.
Total Zones
Departement anthropisées
(MWc)
24 59
33 718
40 324
47 122
64 224
Total Aquitaine 1 447
Ces réserves posées, le potentiel de centrales solaires au sol sur zones anthropisées en Aquitaine
est estimé à 1 447 MWc.
CETE du SudOuest DAIT 14 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2 CETE du SudOuest DAIT 15 DREAL Aquitaine
Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2 CETE du SudOuest DAIT 16 DREAL Aquitaine
Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
1.2.3. Potentiel sur espaces bâtis ordinaires
La démarche de définition du potentiel territorial s'est construite en 2 phases.
La première phase a consisté à relever les facteurs de sensibilité des territoires à l'égard des
centrales solaires au sol, c'estàdire les facteurs à prendre en compte pour évaluer la capacité
d'accueil du territoire à l'égard de cet équipement. Ces facteurs ont été regroupés en 5
catégories :
• Les facteurs techniques, qui regroupent les questions liées au relief et à l'éloignement
du réseau ;
• Les facteurs liés à l’urbanisme, à l’habitat et au cadre de vie, en ce qui concerne les
zones cultivées, les zones forestières, etc. ;
• Les facteurs liés au paysage et au patrimoine ;
• Les critères liés à la préservation de la biodiversité, espaces protégés ou préservés ;
• Les critères liés à l'occupation des sols, en ce qui concerne notamment les zones
bâties, les zones humides, les différents espaces naturels non emblématiques, etc.
La seconde phase a consisté à qualifier le degré de compatibilité entre les facteurs de sensibilité
et les installations solaires au sol, en fonction d'une grille à 4 niveaux de compatibilité :
Enjeu rédhibitoire, pour les secteurs où au moins un texte, une disposition
législative/réglementaire ou un usage est strictement incompatible avec
l'implantation de l’équipement. Ces zones ne sont pas comptabilisées dans le
calcul du potentiel de production d’électricité puisque leur protection exclue ce
type d’aménagement ;
Enjeu majeur, pour les secteurs qui n'ont pas vocation à accueillir le type
d'équipement considéré, même si aucune disposition législative ou
réglementaire ne l'exclut catégoriquement et qu'une autorisation reste
envisageable à travers une évaluation particulièrement approfondie des
incidences ;
Enjeu fort, pour les secteurs qui devront faire l'objet d'une analyse
particulièrement approfondie au moment de la réalisation des études d'impact
afin de limiter ou compenser ces impacts ;
Enjeu non identifié à modéré, pour les secteurs qui n'ont pas été signalés
au titre des 3 niveaux de sensibilité précédents, ce qui ne préjuge pas des
enjeux qui seront mis en valeur localement par les études d’impacts.
CETE du SudOuest DAIT 17 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
Sur cette base, quelques principes sont appliqués pour l'intégration des sensibilités territoriales :
• les facteurs de sensibilité ne sont pas pondérés : le choix a été fait d'accorder la même importance à
toutes les sensibilités. A niveau de compatibilité égal, une sensibilité liée à la préservation des
milieux a le même poids qu'une sensibilité liée au paysage ;
• le niveau de sensibilité le plus pénalisant l'emporte sur les niveaux inférieurs : dès lors qu'un
territoire est affecté d'un seul enjeu rédhibitoire pour un type de sensibilité, il demeure en enjeu
rédhibitoire lors du croisement des enjeux ;
• les niveaux de compatibilité ne se cumulent pas : un territoire marqué par plusieurs enjeux majeurs
ne bascule pas en niveau d'enjeu rédhibitoire, il demeure en enjeu majeur au même titre qu'un
territoire marqué par un seul enjeu majeur ;
• ce dernier principe de noncumul des enjeux s'applique pour les 5 premières familles de facteurs de
sensibilité. En ce qui concerne l’occupation des sols, ce critère permet de procéder à une
discrimination positive ou négative en fonction de l’occupation effective.
• Exemple de discrimination positive : une zone de type «site inscrit » peut être affectée d'un niveau
d'enjeu majeur au titre des enjeux de patrimoine et de paysage. Si l'occupation des sols fait
apparaître une décharge ou une mine, l'enjeu initial (majeur) sera "déclassé" d'une catégorie pour
être qualifié de fort.
A ce stade, il convient de rappeler que l’identification des zones de développement
potentiel pour les centrales au sol n’a pas vocation à constituer une démarche
prescriptive en terme des zones à équiper, elle constitue une étape nécessaire pour
procéder à une évaluation quantitative du potentiel territorial.
A ce titre, elle ne substitue nullement aux démarches d’étude d’impact, d'évaluation
des incidences ou d’enquêtes publiques qui s’imposent aux opérateurs dans le
cadre législatif et réglementaire en vigueur, et qui seront en mesure de mettre en
évidence la présence ou l’absence d’éléments qui permettront ou empêcheront la
réalisation du projet.
CETE du SudOuest DAIT 18 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
Extrait de la grille de sensibilité territoriale à l'égard des centrales solaires au sol et
des installations sur bâti
Nive au d'e njeu Nive au d'e nje u
s uggé ré s uggé ré
Critè re de s e nsibilité / im plantation Centrale au s ol e t PV inté gré au PV inté gré au
bâti e xis tant CSPV bâti e xis tant
Critères techniques
Ré s e au éle ctrique HTB1/HTA ou HTB2/HTA > 17 km majeur
HTB1/HTA ou HTB2/HTA > 10 km f ort
HTB1/HTA ou HTB2/HTA 6° hors exposition sud majeur
Pente moyenne > 15 ° majeur
Pente moyenne > 20° rédhib
Urbanisme, cadre de vie, habitat -
Loi M ontagne Zone de Montagne majeur
Loi Littoral Bande des 100m rédhib
Discontinuité de l'urbanisation majeur
Zones urbaines, agricoles, forestières…
Occupation du sol (CLC) voir grille OccSol
Zones m ilitaire s
Milieux naturels -
Inve ntaire s patrim oniaux ZICO f ort
ZNIEFF 1 majeur
ZNIEFF 2 f ort
Zones humides (Loi sur l'Eau) majeur
Prote ctions ré glem e ntaire s Arrêté de protection de biotope rédhib
Parc national Coeur de parc rédhib
Zone d'adhésion f ort
Réserve naturelle (nationale,regionale,
chasse et faune sauvage) rédhib
Prote ction par m aîtris e fonciè re Conservatoire régional d'espace naturel rédhib
Prote ction conve ntionnelle Natura 2000 (SIC / ZPS / ZSC ) majeur
Parc naturel régional f ort
Patrimoine et paysage -
Site classé rédhib majeur
Site inscrit majeur fort
Secteur sauvegardé majeur
ZPPAUP - visibilité de l'espace public majeur
Monument historique majeur
CETE du SudOuest DAIT 19 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
La conversion de ce potentiel territorial en potentiel de production nécessite d'estimer un certain
nombre de variables qui demeurent difficiles à appréhender, en particulier à l’échelle de la seule
filière photovoltaïque :
• L’acceptabilité sociale résulte d’une analyse subjective entre les coûts et les avantages
générés par un projet. Elle est fonction de la perception du projet, en terme de paysage,
d’utilité sociale en tant qu'enjeu énergétique, en terme d’emploi ou de ressources
économiques sur le territoire impacté. Elle dépend également de la nature plus ou moins
emblématique de ce territoire ou de la présence d’autres équipements qui peuvent
marquer le site et ses habitants (éoliennes terrestres, etc.). Elle est supposée relativement
élevée en ce qui concerne le photovoltaïque, mais on peut s’attendre à une diminution de
cette acceptabilité proportionnelle au rythme de construction des centrales solaires au sol ;
• La faisabilité économique et technique, qui intègre la capacité réelle de combinaison
entre une occupation du sol et une centrale solaire au sol consommatrice de grandes
parcelles. Les zones anthropisées bénéficient d’une bonne acceptabilité sociale, mais les
centrales solaires au sol sont techniquement ou économiquement difficilement compatibles
avec cellesci : les friches industrielles présentent des contraintes techniques et
économiques à leur aménagement, par exemple en terme de traitement des pollutions. Les
zones libres d'occupation constituent en revanche de grandes réserves de parcelles
techniquement appropriées pour un aménagement à moindre coût, d’où leur succès
auprès des opérateurs traditionnels, mais leurs valeurs d’usages (valeur paysagère,
récréative, etc.) rendent moins acceptable leur occupation ;
• Les opportunités foncières qui apparaissent aux porteurs de projets à la recherche de
vastes terrains d’un seul tènement dans des conditions techniques et économiques
favorables.
Au final, il est difficile d’estimer la puissance de production photovoltaïque pertinente à partir des
zones et des superficies identifiées par les acteurs départementaux. En l'absence de cette
estimation de potentiel techniquement, économiquement et socialement plausible, le potentiel
régional en matière de centrale solaire au sol est représenté à l'instar des potentiels bâti d'activité
et zones anthropisées en tant que potentiel de puissance maximal au regard des conditions
actuelles de développement.
CETE du SudOuest DAIT 20 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2 CETE du SudOuest DAIT 21 DREAL Aquitaine
Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
1.3. Rappel synoptique des potentiels théoriques du livrable 1:
Enjeu non identifié à faible Enjeu fort
Potentiel sur toiture 303 millions de m²
dont 70,2 millions de m² sur bâti d'activité
dont 16,9 millions de m² sur grandes toitures
d'activités
Soit 8 164 MWc
dont 2 326 MWc sur bâti d'activité (incluant
698 MWc sur grandes toitures d'activités)
Centrale au sol (CSPV): Estimation Basias : 1 447 MWc tout compris,
Potentiel sites artificialisés soit 3133 ha hors murs anti bruits et parkings
Estimation Corine Land Cover (et grille de
sensibilités) : 5 203 ha
20 % de réalisation : 416 MWc
Centrale au sol (CSPV): : 1, 35 millions ha
Potentiel sites non bâtis 1% de réalisation : 5
ordinaires 408 MWc
CETE du SudOuest DAIT 22 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
2. Potentiel sur constructions neuves et projection de la
population à 2020
2.1. Constructions neuves
L’approche pour évaluer le développement du photovoltaïque dans la construction neuve repose
sur le prolongement de la tendance des constructions entre les années 2001 et 2010.
Le rythme de construction n’est pas constant : on observe des pics de constructions de logement
entre 2005 et 2007 et une décroissance depuis 2007 notamment dû à la crise économique de
2008/2009.
Nombre de logements construits entre 2001 et 2010 dans les
départements d'Aquitaine (Base de données Sit@del 2)
25000
20000
24
15000
33
40
47
10000
64
5000
0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Pour le bâti d’activité, le rythme de construction est plus stable mais on observe aussi des pics de
constructions en 2008 (Gironde) et en 2009 (les autres départements sauf la Dordogne).
Surface Hors Oeuvre Nette de bâti d'activité construite dans les
départements d'Aquitaine entre 2001 et 2010 (m²)
(Base de données Sit@del 2)
1 400 000
1 200 000
1 000 000
24
800 000 33
40
600 000 47
64
400 000
200 000
0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
CETE du SudOuest DAIT 23 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
• Nouveaux logements :
On détermine donc un nombre moyen de logements construits entre 2001 et 2010, que l’on
extrapole sur les années 2010 à 2020.
On estime que la puissance moyenne installée par logement entre 2010 et 2020 est de 3 kWc. Il
s'agit d'une estimation à minima : le nouveau cadre de régulation du photovoltaïque (valable
depuis le 9 mars 2011) ne définit plus un segment d’installations de puissance inférieure ou égale
à 3 kWc mais à 9 kWc pour le tarif d’achat le plus élevé en installations intégrées au bâti. Par
conséquent le développement du photovoltaïque résidentiel résultera d'un équilibre entre des
installations sur toitures de logements individuels, plus nombreux et pour lesquels les puissances
développées seront en moyenne supérieure à 3 kWc par logement, et sur toitures de logements
collectifs, pour lesquels les puissances développées seront en moyenne inférieures ou égales à
3 kWc par logement.
Avec ces hypothèses on obtient les résultats suivants :
Potentiel PV Potentiel
théorique sur Potentiel théorique sur
20102020 sur les théorique sur logements
logements en logements collectifs et semi
Aquitaine individuels (MWc) collectifs (MWc)
24 78,6 52,2
33 155,0 292,2
40 71,2 85,7
47 45,8 45,8
64 74,5 114,3
Total 425,1 590,2
• Nouveaux locaux :
On détermine une surface moyenne construite entre 2001 et 2010, que l’on extrapole sur les
années 2010 à 2020.
La surface de toiture disponible est évaluée à partir du nombre d’étage moyen du bâti d’activité
calculé à partir de Majic II.
La cible principale dans les scenarii prospectifs développés est constituée des grandes toitures
(c'estàdire le bâti de plus de 2 500 m²). Les grandes toitures représentent 37 % de la surface de
toiture du bâti d’activité existant (source BdTopo, cf livrable 1). On estime que cette proportion est
conservée dans la construction neuve.
Enfin, on tient compte des contraintes d’implantations sur le bâti d’activité de type lanterneaux,
conduits de ventilation, cages d’ascenseur...Les technologies de cellules peuvent être de type
polycristallines en toiture inclinée (coefficient d’environ 100 Wc/m² de panneau) et amorphes ou
polycristallines en toiture terrasse (coefficient d’environ 60 Wc/m² à 80 Wc/m² de panneau selon la
proportion de panneaux amorphes dans le mix d’installations). Le coefficient global (c'estàdire qui
tient compte des contraintes d’implantations, des types de toitures et des technologies de cellules
photovoltaïques) sur l’ensemble du bâti d’activité en Aquitaine est de 41,4 Wc/m² de toiture.
CETE du SudOuest DAIT 24 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
Avec ces hypothèses on obtient les résultats suivants :
Estimation Potentiel Potentiel en
de SHON de surfacique de puissance
locaux Nombre toiture de installée sur
construits moyen plus de 2500 les locaux
Potentiel PV théorique entre 2010 et d’étage sur m² d’activités de
sur 20102020 sur les 2020 le bâti (milliers de toitures de
locaux d’activités en (milliers de d’activité m²) plus de 2500
Aquitaine m²) (Majic II) m² (MWc)
24 3 241 1,72 695,6 28,8
33 8 676 1,88 1708,4 70,7
40 3 302 1,76 696,1 28,8
47 2 996 1,74 637,1 26,4
64 4 931 2,17 840,8 34,8
Total 23 147 1,88 4548,3 188,3
2.2. Projection de la population à 2020
La projection de la population est fondée sur le modèle Omphale développé par l'Insee. On utilise
le scénario central pour lequel on dispose des données départementales à 2020. La répartition
territoriale est réalisée selon la distribution de 2008. Cette distribution ne prend donc pas compte
les effets d'agglomération et de polarisation mais on prend en compte l'augmentation globale de la
population et les effets induits potentiel d'augmentation des besoins de consommation sur les
territoires étudiés.
L'Insee développe, à différents horizons, des projections de population fondées sur le modèle
Omphale. Les données départementales 2020 utilisées sont issues du scénario central, il prolonge
les tendances observées par le passé, à savoir :
• La fécondité de chaque département est maintenue à son niveau de 2007.
• La mortalité de chaque département baisse au même rythme qu’en France
métropolitaine où l’espérance de vie atteindrait 83,1 ans pour les hommes et 88,8 ans pour
les femmes en 2040.
• Les quotients migratoires entre départements métropolitains, calculés entre 2000 et
2008, sont maintenus constants sur toute la période de projection.
Population en Population en
Libellé du
Département 2008 (milliers 2020 (milliers
département
d'habitants) d'habitants)
24 Dordogne 409 432
33 Gironde 1 423 1 575
40 Landes 372 424
47 LotetGaronne 326 346
Pyrénées
64 647 695
Atlantiques
Total Aquitaine 3 177 3 472
CETE du SudOuest DAIT 25 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
Les projections départementales à 2020 de l'Insee nécessitent d'être ventilées au niveau
communal. La répartition territoriale 2020 est réalisée selon la distribution de la population
communale observée en 2008 au sein de chaque département. Cette distribution ne prend donc
pas en compte les effets d'agglomération et de polarisation, elle permet uniquement d'apprécier
l'augmentation globale de la population et les besoins de consommation induits sur les territoires
étudiés. Cette méthodologie tend à sousestimer la population des communes les plus dynamiques
et à surévaluer la population des communes en déclin démographique.
La carte qui suit permet d'apprécier la marge d'erreur liée à la distribution de la population au
niveau communal. En effet, la méthodologie a été appliqué pour 2008 : une population 2008 est
estimée à partir des données 1999 (population et ventilation). Cette estimation (population estimée
2008) est ensuite comparée aux chiffres du recensement de la population de 2008 de l'Insee.
CETE du SudOuest DAIT 26 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
3. Adéquation des besoins de consommation et de la capacité
de production des « grandes installations photovoltaïques »
(centrales au sol sur grandes toitures d'activité de plus de
2500 m²)
3.1. Méthodologie
Parmi les facteurs d’implantation du photovoltaïque intégrés à la grille territoriale, l'accessibilité
géographique de la zone de production au réseau électrique fait partie des critères techniques déjà
traités (livrable 1). Le raccordement des grandes installations photovoltaïques se fait de manière
privilégiée sur le réseau Moyenne Tension (réseau HTA de 101520 KV), directement aux postes
sources Haute Tension – Moyenne Tension (HTB1/HTA ou HTB2/HTA), à une distance de 15 à 20
km du poste source.
En complément, il apparaît opportun de prendre en compte les contraintes de raccordement sur
ces postes, c’estàdire la puissance électrique supplémentaire maximale acceptable en l’état
actuel du réseau, audelà de laquelle un renforcement du réseau serait nécessaire.
Afin d’encourager une meilleure exploitation possible du réseau existant et de favoriser son
adaptation dans les meilleures conditions techniques, financières et de délai, une première
approche1 consiste à favoriser la consommation locale de la production photovoltaïque,
généralement considérée comme un mode production décentralisée par excellence (la production
photovoltaïque est une fonction linéaire du gisement solaire, contrairement aux éoliennes qui
produisent selon une fonction cube du gisement éolien). Celleci transite via le réseau de
distribution local en moyenne tension, sur un rayon de 10 à 20 km autour d’un poste source, et a
vocation à être consommée par les clients raccordés en Moyenne Tension ou par le biais des
postes de distribution vers la Basse Tension, notamment pour éviter les coûts liés à une montée
en tension pour transiter sur le réseau Haute Tension.
Pour éviter une injection sur le réseau Haute Tension (réseau public de transport HTB) et réduire
les impacts sur le réseau existant, une production d’électricité de centrale au sol limitée à 20% de
la puissance maximum appelée sur le réseau électrique peut être prescrite.
Le calcul d’équivalence entre consommation et puissance appelée est le suivant :
En 2009, la pointe de consommation hivernale en France métropolitaine induit une puissance
appelée de 92,4 MW, soit environ 4725 MW en Aquitaine2. La puissance PV est définie sur la base
de 20% de puissance maximale appelée sur le réseau, soit 945 MW. Avec un facteur de
conversion de 0,8, la puissance photovoltaïque installée maximale est donc de 1 181 MWc. Afin de
territorialiser ce potentiel, on définit un ratio d’équivalence entre le potentiel de puissance
installable et la consommation électrique. La consommation électrique en Aquitaine est de
21 603 976 MWh/an. On obtient ainsi un ratio de 1 MWc de puissance installée de grande
installation pour un bassin de consommation électrique annuelle d’environ 18 290 MWh. La
consommation électrique est calculée à partir des consommations électriques sectorielles et de la
répartition de la population projetée à 2020 ainsi que de la répartition sectorielle de l’emploi
(chiffres INSEE RP2008).
On estime le rayon de consommation d’un poste source de moyenne tension à une distance
comprise entre 15 et 20 km. On en déduit qu’une centrale d'une puissance installée de 1 MWc, soit
1 Attention, ici on ne tient pas compte des potentiels de raccordements. Une seconde approche consistera à associer les
gestionnaires de réseau pour prendre en compte les potentiels de raccordement Moyenne / Haute Tension à court et moyen terme.
Ceci permettra de cibler les zones de développement de la production solaire ou éolienne pour lesquelles l'injection sur le réseau
est possible sans adaptation du réseau amont des postes sources.
2 Chiffres issus de « Le Bilan électrique français »,RTE, 2010. L’extrapolation en Aquitaine est réalisée selon la distribution de la
population en 2008 (chiffres INSEE, RP 2008) : 3,18 millions d’habitants en Aquitaine pour 62,1 milions d’habitants en France.
CETE du SudOuest DAIT 27 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
2,5 hectares de surface occupée, peut alimenter un bassin de consommation de 15 à 20 km de
rayon sans générer d’injection sur le réseau Haute Tension B.
3.2. Cartographies du potentiel par bassin de consommation
Le traitement géomatique par carreaux permet de traduire le rayon de consommation de 15 à
20km. Chaque carreau représente une zone de 5 km de côté auquel on assigne une valeur
calculée.
Dans les cartes de « potentiel théorique », cette valeur calculée correspond au potentiel de
production photovoltaïque sur le carreau considéré.
Dans les cartes de « besoin de consommation », cette valeur calculée correspond à la
consommation électrique d'une zone de 35km de côté centrée le carreau de 5 km de côté.
Dans la cartographie du « potentiel par bassin de consommation », le potentiel théorique est
mobilisé si et seulement si le besoin de consommation peut l'absorber. C'est à dire que sur un
carreau de 5km de côté donné, le « potentiel théorique » devient un « potentiel par bassin de
consommation » si et seulement si la consommation électrique de la zone de 35km de côté
centrée sur ce carreau est assez importante. De plus, les zones favorables sont privilégiées aux
zones secondaires : une zone secondaire n'est mobilisé que si le potentiel en zone favorable est
entièrement absorbé par la capacité du bassin de consommation et que celuici peut encore
absorber du potentiel.
Les cartes qui suivent représentent
• les potentiels théoriques de développement du photovoltaïque sur les grandes toitures en
zones favorables (c'est à dire celles de plus de 2500m²) et les besoins de consommation
estimés à partir de la consommation électrique, détaillés par carreau de 5 km de côté.
• les potentiels théoriques de développement de centrales solaires au sol (zones favorables
et de développements secondaires du livrable 1)
• Les besoins de consommations estimés à partir de la consommation électrique par
carreau de 5 km de côté dont la valeur correspond à la consommation d'une zone globale
de 35 km de côté.
• La carte du « potentiel par bassin de consommation » des installations sur grande toitures
• La carte du « potentiel par bassin de consommation » des installations au sol
• La carte de synthèse par bassin de consommation des « grandes installations
photovoltaïques » (installations au sol et sur grandes toitures de plus de 2500 m²)
Mode de lecture :
Carte de « potentiel théorique » : à Pau, on observe 3 carreaux dont le potentiel théorique est inférieur à
12ha et une zone dont le potentiel théorique le potentiel théorique est compris entre 25 et 50ha. Les zones de
développement secondaires sont nombreuses et comprises entre 100 et 500 ha.
Carte des « bassins de consommation » : les carreaux situés autour de Pau montrent que les besoins de
consommation sont compris entre 100 et 500ha.
Carte du « potentiel par bassin de consommation » : sur plusieurs carreaux de 5km à la périphérie au Sud
Est de Pau, on peut installer entre 25ha et 50ha de grandes installations photovoltaïques.
Il y a deux interprétations possibles :
1.La somme des potentiels en zones favorables, de développement secondaire et sur grandes toitures est
compris entre 25 et 50 ha et le bassin de consommation dans un rayon de 35km autour du carreau permet
d'absorber cette production.
2.La somme des potentiels en zones favorables, de développement secondaire et sur grandes toitures est
supérieur à 50 ha mais le bassin de consommation dans un rayon de 35km autour du carreau limite la
production à moins de 50ha.
Les cartes de potentiel théorique et de besoin de consommation permettent de voir que c'est le bassin de
consommation qui est le facteur limitant.
CETE du SudOuest DAIT 28 DREAL AquitaineContribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2 CETE du SudOuest DAIT 29 DREAL Aquitaine
Contribution au SRCAE d'Aquitaine Potentiel photovoltaïque Livrable 2
Analyses sur ces cartes :
• Les zones favorables pour les centrales au sol sont principalement situées à proximité des
espaces urbanisés, c'estàdire des agglomérations et des infrastructures de transports, en
particulier les axes autoroutiers. La moitié de ces zones favorables sont par conséquent
situées dans le département de la Gironde qui est le plus urbanisé d'Aquitaine.
• Les zones de développement secondaires de centrales au sol sont beaucoup plus
importantes que les zones favorables. Elles sont réparties sur l'ensemble de la région, à
l'exception des zones montagneuses des Pyrénées. Elles sont particulièrement
importantes dans les massifs forestiers Landais et de Dordogne.
• Les besoins de consommations sont principalement situés autour des agglomérations et
des villes et le long des infrastructures de type axes autoroutiers. Cela traduit la
localisation des ménages et des entreprises qui sont les variables relais de territorialisation
des besoins. La hiérarchie régionale des villes est la suivante :
Plus de 500 ha autour de l'agglomération bordelaise.
Entre 100 et 500 ha autour des agglomérations de Pau et du BAB
Entre 50 et 100 ha autour des agglomérations d'Agen et de Périgueux.
• La répartition spatiale du potentiel en grande toiture fait ressortir des valeurs importantes
le long des infrastructures, à proximité des villes, ainsi qu'en LotetGaronne dans la vallée
de la Garonne. Cela s'explique par la localisation privilégiant la proximité aux
infrastructures des entreprises logistiques, des grandes surfaces commerciales et
industrielles et par la localisation de grands bâtiments agricoles à l'ouest du Lotet
Garonne (à noter qu'on ne comptabilise pas les installations sur serres dans le potentiel
régional compte tenu des incertitudes)
• L'approche par bassin de consommation discrimine fortement le potentiel théorique de
centrale au sol et d'installations sur grandes toitures : on passe d'un potentiel régional de
1 447MWc en zones anthropisés pour les centrales au sol et 698 MWc en grandes
toitures à un potentiel de 1 224 MWc pour l'ensemble des « grandes installations
photovoltaïques » (c'est à dire les centrales au sol et les installations en grandes toitures
de plus de 2500 m²)
• Sur les cartes de « potentiel par bassin de consommation », on constate que l'ensemble
du potentiel par bassin de consommation peut être mobilisé. Les zones d'implantations
possibles en toiture ou au sol couvrent les territoires de l'Aquitaine de manière
relativement équilibrée :
o Les zones les plus propices à l'implantation de centrales au sol sont situées à
proximité des bassins de consommations les plus importants, c'est à dire les
zones urbanisés, et en particulier les agglomérations.
o L'implantation de centrale au sol de petite taille (moins de 12ha) reste possible
pour la plupart des zones rurales.
o Pour les installations en toitures de plus de 2500m², les zones propices sont plus
concentrées que pour les centrales au sol. On observe en effet plus de zones
blanches que pour les zones favorables à l'implantation de centrale au sol.
Cependant, ces installations correspondent à des puissance moins importantes
que pour les centrale au sol et peuvent être développées sur de plus petits
bassins de consommation.
• Sur la carte de synthèse, les potentiels maximums sont définis par département.
L'équilibre quantitatif entre installations au sol et en grandes toitures n'est pas défini
a priori. La cartographie de synthèse dresse seulement les zones propices au
développement de chaque type d'installation en tenant compte de la capacité d'absorption
des bassins de consommation.
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