Faisabilité d'un aménagement de pompage turbinage au barrage de la Gileppe

Abstract

« Faisabilité d’un aménagement de pompage turbinage au barrage de la Gileppe », par Fonder Martin, Ingénieur Civil des Constructions, 2018-2019. Ce rapport présente les résultats concernant la faisabilité technique et économique d’une installation de pompage turbinage, réutilisant des structures déjà en place, au barrage de la Gileppe, ouvrage construit sur la rivière du même nom en 1878 pour alimenter le bassin vervietois et son industrie lainière en eau potable (actuellement cet ouvrage est exploité par la SPW). L’idée serait d’utiliser le lac créé par la retenue comme bassin supérieur d’une station de transfert d’énergie par pompage (STEP), d’aménager un bassin inférieur en aval du barrage et d’utiliser des conduites existantes pour avoir un système complet tout en limitant les coûts d’installation. Le rapport est divisé en 3 parties principales. La première partie présente les enjeux du stockage d’énergie électrique et les technologies actuellement existantes dans un premier temps puis le site de la Gileppe tel qu’il existe aujourd’hui avec ses objectifs et enjeux dans un second temps. La seconde partie présente toutes les données techniques nécessaires à la création d’un modèle numérique de la STEP sur le site. On y retrouvera entre autres une étude détaillée des pertes de charge dans les conduites, une synthèse des informations collectées par le gestionnaire sur le niveau de la retenue et toutes le hypothèses utilisées pour mener les estimations de prix dans le travail. Enfin la troisième partie permet de chercher la meilleure solution pour rendre cette installation intéressante tant sur un plan économique qu’énergétique. Dans cette ultime partie cinq sections étudient cinq scénarios différents permettant de chercher la méthode d’utilisation de la STEP qui sera la plus intéressante. Le modèle numérique montre que les pertes de charge sont trop importantes dans les conduites actuelles, ces dernières n’étant pas adaptées pour limiter les dissipations d’énergie. En effet le diamètre des tuyaux, les nombreux coudes, rétrécissements et autres singularités ne permettent pas de construire une installation combinant puissance élevée et rendement élevé. De ce fait, l’utilisation des ces tuyaux rend l’installation non rentable dans le système de distribution d’électricité actuellement en place en Belgique. En effet, pour la solution la plus intéressante, soit une STEP de 4 MW de puissance en turbinage avec un bassin inférieur de 122 000 m3, les coûts de construction seraient de l’orde de 3 380 000 € pour des revenus engendrés qui ne pourraient dépasser 103 500 €/an. Le temps de retour sur investissement serait donc de plus de 30 ans. Cependant, en utilisant ces conduites avec des débits faibles, il est tout de même possible d’installer une STEP d’une puissance en turbinage de 4 MW avec un bassin inférieur de 500 000 m3 qui permettrait de s’intégrer dans un micro réseau contentant 4000 foyers. Ce dernier serait alors approvisionné en électricité par 5 éoliennes de 1 MW chacune et 50 000 m2 de panneaux photovoltaïques posé sur le lac. La STEP permettrait dans cette configuration de stocker l’énergie produite par la production sur des cycles de 24 heures pour la restituer pendant les heures de forte consommation et de cette manière répondre à la demande toute l’année. Pour limiter les pertes de charges, augmenter les puissances, diminuer le temps de restitution de l’électricité et donc augmenter les revenus, c’est l’installation d’une nouvelle conduite d’un diamètre de 4,5m qui semble être le scénario le plus intéressant. Cette configuration permettrait d’obtenir une STEP d’une puissance de 35 MW en turbinage, capable de générer 1 450 000 €/an. L’enjeu de ce scénario est cependant de trouver une position pour la conduite qui permette à l’installation de fonctionner peu importe le niveau de l’eau dans la retenue pour un coût de construction limité. Ce document reprend en détail les méthodes implémentées, les hypothèses posées ainsi que l’origine des différentes données utilisées pour trouver ces résultats. Il pose les bases permettant d’orienter d’éventuelles futures investigations sur le sujet.