31 mai 2017

L’ÉLECTRIFICATION EN SITE ISOLE

L’ÉLECTRIFICATION EN SITE ISOLE

Vous n’êtes pas raccordé au réseau de distribution électrique.

Quelles solutions s’offrent à vous pour disposer quand même du courant ?

Vous pouvez bien sûr utiliser un groupe électrogène thermique : peu onéreux à l’achat, il est de taille réduite et peut être installé partout. Mais à l’usage, il se révèle peu pratique (démarrage et arrêt du moteur à chaque utilisation, entretien, stockage et manipulation de carburant), coûteux (au moins 2 300 € par an en fonctionnement et maintenance) et polluant (bruit, gaz d’échappement).

Mais il existe aussi des solutions souples et fiables, non polluantes et peu coûteuses à l’usage. Elles font appel aux sources d’énergie disponibles autour de vous : le soleil, le vent et l’eau.

SOLEIL, VENT ET EAU POUR PRODUIRE DE L’ÉLECTRICITÉ

L’ELECTRIFICATION EN SITE ISOLE

L’ÉLECTRIFICATION EN SITE ISOLE

Les principes de base

  • Capter l’énergie et obtenir du courant : Selon la ressource exploitée, on utilise des modules photovoltaïques, un aérogénérateur (ou éolienne) ou une turbine hydraulique
  •  Rectifier le courant : Le courant produit doit être modifié pour être utilisé :
  •  le redresseur transforme le courant alternatif en courant continu, seule forme susceptible d’être stockée dans les batteries. L’onduleur transforme le courant continu en courant alternatif afin d’alimenter les appareils électriques de votre habitation ;
  •  l’onduleur sert aussi à supprimer les variations d’intensité dues aux intermittences de la ressource.
  •  Stocker l’électricité : Soleil, vent et eau sont des sources d’énergie intermittentes.

Il faut donc prévoir de stocker l’électricité quand la production est supérieure à la consommation. Le stockage se fait dans des batteries d’accumulateurs. La capacité de stockage utile est calculée en fonction du nombre de jours d’autonomie nécessaire.

  •  Prévoir une source d’énergie d’appoint : Un appoint peut être nécessaire si les sources d’énergies renouvelables font défaut pendant un certain temps. Un groupe électrogène peut alors servir à recharger les batteries. Il peut aussi délivrer directement du courant.

A CHAQUE SITUATION, SA SOLUTION

LA SOLUTION ÉOLIENNE

La force et la régularité des vents sont deux facteurs essentiels pour que l’exploitation de la ressource éolienne soit intéressante. À moins de 5,5 mètres par seconde, l’installation d’un aérogénérateur n’est pas conseillée. La topographie joue également un grand rôle.

Comment le vent produit-il de l’électricité ?

 

À l’extrémité d’un mât convenablement dimensionné et parfois haubané, un rotor muni de deux ou trois pales anime une génératrice de courant. Le couple d’entraînement de celle-ci résulte des efforts aérodynamiques qui s’exercent sur les pales en fonction de l’intensité du vent.

La génératrice transforme l’énergie mécanique en énergie électrique, quand le vent est suffisamment puissant.

Un onduleur permet d’obtenir un courant aux qualités constantes, utilisables par votre appareillage électrique, et cela malgré les variations du vent.

La production d’une éolienne dépend de la vitesse du vent, du rendement de son rotor et de sa surface. Si l’on augmente la longueur des pales de 40 %, la puissance disponible double. Si la vitesse du vent double, la puissance disponible est multipliée par huit ! Au-dessous d’un certain seuil de vent (14 km/h, c’est à dire un peu moins de 4 m/s), la puissance disponible est nulle.

Votre installation éolienne et ses particularités

Un investissement conséquent, mais une installation durable :

  • Pour satisfaire les besoins domestiques vous avez besoin d’un éolienne de 3 à 5 kW. L’ensemble du système comprend la machine elle-même avec son mât, onduleur, régulateur, batteries et câblage. La fourniture du matériel et son installation par un professionnel représente un investissement compris entre 25 000 € et 40 000, mais peut varier dans des proportions assez importantes en fonction de la puissance précise de l’aérogénérateur, du type de technologie proposée, etc. Il faut noter que la durée de vie d’une éolienne est d’environ vingt ans.

Quelques précautions à prendre :

  • Outre les démarches décrites page 12, n’oubliez pas que des autorisations ou des accords sont nécessaires ou utiles pour implanter un aérogénérateur :
  •  auprès de la mairie de votre commune, une demande de permis de construire, si le mât de votre éolienne dépasse douze mètres de haut ;
  • auprès de vos voisins, car un aérogénérateur a un impact visuel et a la réputation d’être bruyant.

Une bonne insertion dans l’environnement :

  • Votre installation produit de l’électricité sans rejeter de gaz à effet de serre et autres polluants.

Vous pourrez trouver des modèles d’éoliennes domestiques dont la nuisance sonore est minime ; elles peuvent être installées à proximité des habitations.

L’impact visuel, souvent considéré comme le problème majeur posé par une éolienne, peut être réduit par le choix précis de l’implantation et le soin apporté à son intégration.

LA SOLUTION SOLAIRE

Le grand avantage de l’énergie solaire est d’être disponible partout en France.

Bien sûr, votre installation photovoltaïque sera moins productive à Lille qu’à Nice, à Brest qu’à Bonifacio. Pour y obtenir la même puissance électrique, il faudra prévoir davantage de modules
* Valeur de l’énergie du rayonnement solaire reçu sur un plan d’inclinaison égal à la latitude et orienté vers le sud.

Une énergie qui prend sa source dans les rayons du soleil : l’ÉLECTRICITÉ PHOTOVOLTAÏQUE

Certains matériaux, les semi-conducteurs, possèdent la propriété de générer de l’électricité quand ils reçoivent la lumière du soleil : c’est l’effet photovoltaïque, découvert par Edmond Becquerel en 1839.

Les cellules photovoltaïques convertissent directement l’énergie solaire en électricité, sous forme de courant continu.

Les modules photovoltaïques se présentent sous la forme de panneaux de verre bleu sombre dans lesquels sont incluses les cellules.

Votre installation photovoltaïque et ses particularités

Vos besoins conditionnent les dimensions des modules photovoltaïques

Si elle était située dans le Gard, la maison devrait disposer d’un générateur photovoltaïque de 1,6 kWc (environ 16 m2 pour des modules courants) pour couvrir ses besoins

Quelques principes pour une installation bien intégrée et efficace

  • Les modules peuvent être installés sur le sol ou se trouver sur le bâtiment lui-même.
  • Pour recevoir un maximum de rayonnement, leur surface doit être inclinée à 45° environ en France, et orientée sud, sud-ouest ou sud-est.
  • En hiver, veillez à limiter votre consommation si les conditions défavorables durent longtemps : cela vous permettra de réduire l’utilisation de votre appoint.

Combien ça coûte ?

  • Le prix des panneaux baisse régulièrement (de 5 % à 10 % par an depuis une dizaine d’années). Début 2001, le coût global d’une installation photo-voltaïque de 2 kW, c’est à dire de 20 m2 de modules, était d’environ 40 000, matériel et pose compris.

Quelques obligations administratives…

  • Pour un bâtiment existant, la pose de modules solaires n’est pas soumise à permis de construire, mais il faut faire une déclaration de travaux.
  • Pour un bâtiment neuf, il est préférable d’intégrer les modules dans le permis de construire.
  • Enfin, renseignez-vous : il peut exister dans votre commune des dispositions architecturales particulières.

LA SOLUTION HYDRAULIQUE

Si vous habitez près d’une source, d’un torrent ou d’une rivière ayant un débit suffisant, vous pouvez l’utiliser pour produire du courant, à condition de respecter les droits de propriété de l’eau et des berges.

Il faut cependant préserver l’équilibre écologique du cours d’eau. Pour vous affranchir des contraintes environnementales, il est même possible d’exploiter l’énergie de l’eau, potable ou usée, qui circule dans les conduites des réseaux d’adduction ou d’irrigation.

Attention toutefois : sur certains cours d’eau classés aucun aménagement ne peut être réalisé.

Le principe :

• L’eau qui traverse l’hélice ou frappe les augets de la turbine la fait tourner. Une fois mise en mouvement, la turbine entraîne un générateur de courant qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique. Celle-ci est soit utilisée directement, soit stockée dans des accumulateurs. Un dénivelé de deux mètres suffit souvent entre la prise d’eau et la turbine. L’eau retourne à la rivière à l’aval de l’installation.

Le barrage : il sert à dériver une partie du débit de la rivière vers la microcentrale (centrale dite « au fil de l’eau »), et/ou à constituer une réserve d’eau en cas de débit faible ou irrégulier.

La microcentrale :

c’est le bâtiment qui abrite les équipements de production du courant : turbine, générateur, systèmes de contrôle et de régulation.

Un projet fait pour durer, mais long à mettre en place.

  • Étudiez bien les potentialités de votre site : hauteur de chute, débit et régularité de l’approvisionnement, débit turbinable (il tient compte du débit « réservé » de la rivière, qui ne peut en aucun cas être prélevé)
  • Le choix de votre matériel (turbine et générateur) dépend des caractéristiques de la chute et du débit.

Les démarches SPÉCIFIQUES

En effet, pour dériver et aménager un cours d’eau non classé (2) , il faut déposer un dossier en préfecture. Ce dossier, assez complexe à élaborer, servira pour la consultation des autorités compétentes (DDAF, DDE, DRIRE, DIREN) et des parties concernées (pêcheurs, riverains, etc.). C’est en général un bureau d’études spécialisé ou l’entreprise en charge de l’installation qui le constituera.

  • D’autres démarches administratives seront nécessaires pour obtenir l’autorisation finale. Au total, cette procédure est lourde et longue (au moins un à deux ans).

(2) Le Conseil d’État a fixé une liste de cours d’eau sur lesquels aucune autorisation pour un nouvel aménagement ne sera donnée.

Une installation fiable et peu nuisante

  • Au stade de la conception, la prise en compte de l’environnement est importante : le respect du débit réservé du cours d’eau est impératif. L’installation ne doit pas devenir un obstacle à la circulation des poissons : des « passes à poissons », parfois rustiques, sont à étudier avec des spécialistes et les associations de pêche.

Une installation coûteuse mais faite pour durer très longtemps

  • Le coût d’une micro-centrale peut varier considérablement selon les caractéristiques de l’équipement, la configuration du terrain ou la puissance et la tension désirées.
  • La turbine et le générateur sont conçus pour fonctionner une quarantaine d’années sans remplacement ni intervention importante ; le génie civil, s’il est bien conçu et réalisé, peut durer au-delà de cent ans !
  • Ainsi des temps de retour d’investissement d’une dizaine d’années sont tout à fait satisfaisants.

QUELQUES RÈGLES A RESPECTER

Avant tout, réduire sa consommation.

L’investissement de départ pour produire votre propre électricité sera fonction du dimensionnement de votre installation. Inutile de prévoir trop grand, cela vous coûterait plus cher. Il vous faut estimer ce qui vous paraît nécessaire et utiliser des équipements performants afin de réduire votre consommation.

Comment réduire la consommation ?

  • Limitez votre consommation à l’essentiel, en privilégiant les utilisations pour lesquelles l’énergie électrique est la seule source envisageable : l’éclairage, les appareils électroniques (téléviseur, ordinateur, chaîne hi-fi) et les moteurs (petit électroménager, aspirateur, machine à laver, réfrigérateur.
  • La consommation annuelle moyenne d’un ménage français (hors chauffage) est de 3 500 kilowattheures. En chassant le gaspillage, elle peut assez facilement descendre à 2 500 kilowattheures
  • Privilégiez les appareils économes : Il en existe maintenant sur le marché qui consomment peu d’énergie, L’étiquette énergie vous guide et vous signale les appareils économes. Les classes A ou B rassemblent ceux qui offriront les meilleures performances en matière d’économies d’énergie

Des petits gestes contribuent à réduire votre consommation : supprimer la veille de certains appareils (ordinateurs, postes de télévision) en les équipant d’une rallonge avec interrupteur intégré, éteindre la lumière en sortant d’une pièce.

  • Éliminez les ampoules à incandescence, Éclairez-vous à l’aide de lampes à basse consommation. À luminosité égale, elle consomme cinq fois moins d’électricité qu’une ampoule à incandescence avec une durée de vie environ dix fois supérieure
    Il s’agit maintenant de dimensionner au plus juste votre installation en réalisant une évaluation précise de votre consommation quotidienne (estimation de la durée d’utilisation des équipements installés chez vous, prise en compte de leur puissance, etc).

Un bureau d’étude spécialisé vous aidera dans cette tâche et déterminera la puissance du générateur qui vous sera nécessaire. Il vous proposera une solution calibrée, qui tiendra compte à la fois de vos besoins et de la ressource la mieux adaptée à votre situation

LES DÉMARCHES ET MARCHES A SUIVRE DANS TOUS LES CAS !

Obtenez des aides financières

N’oubliez pas qu’elles sont soumises à conditions :

  • vous électrifiez votre résidence principale, un bâtiment à usage professionnel ou un local à vocation touristique ;
  • le coût de l’électrification par énergies renouvelables est inférieur à celui du raccordement au réseau ;
  • votre mairie vous accorde l’autorisation d’électrifier le site ;
  • vous acceptez le mode d’électrification et la participation financière qui vous sont proposés.

Écrivez à votre maire

Faites votre demande d’électrification, par courrier, au maire de la commune. C’est lui qui agréera votre demande.

Un point important : le maître d’ouvrage de votre installation sera soit votre syndicat d’électrification (ou exceptionnellement votre régie communale d’électricité) en zone rurale, soit EDF en zone urbaine. Il pourra s’adjoindre les services d’un bureau d’études spécialisé pour mener le projet ; ce bureau sera alors maître d’œuvre.

Adressez-vous aux bons interlocuteurs

Contactez l’ADEME, EDF ou le syndicat local d’électrification.

Exprimez vos besoins en électricité, demandez des conseils, des précisions sur les aides financières…

Et après ?

Dans le cadre du contrat, EDF entretient et dépanne votre générateur. La facturation de l’électricité s’effectue au forfait.

EDF renouvelle également les batteries d’accumulateurs quand elles arrivent en fin de vie.