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Energy from water in motion: efficient, customisable off-grid hydro-electricity for rural areas with stream access

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Une solution énergétique hors réseau écologique et bon marché basée sur l’hydroélectricité

Plus d’un milliard de personnes, principalement dans les zones rurales des pays en développement, vivent sans électricité, mais les technologies existantes peinent à satisfaire leurs besoins. Par ailleurs, on s’attend à ce que la demande mondiale en électricité augmente de 70 % au cours des prochaines décennies.

Alimentation et Ressources naturelles
Énergie

Les Nations unies ont déterminé que les énergies renouvelables hors réseau étaient le seul moyen de mettre fin à la pauvreté énergétique et d’atteindre les objectifs en matière de décarbonisation. La petite hydroélectricité est l’une des technologies énergétiques les plus fiables et les plus abordables pour les systèmes hors réseau. Les technologies actuelles qui sont à la fois mobiles, légères et faciles à installer produisent toutefois trop peu d’énergie pour servir une communauté entière. Il est urgent de mettre au point de nouvelles technologies efficaces dans le domaine des énergies renouvelables afin de maximiser la production d’électricité dans le monde entier tout en respectant les objectifs climatiques. Rien qu’en Europe, plus de 26 400 sites convenant à la production dite de mini hydroélectricité (c’est-à-dire de moins d’un mégawatt) restent inexploités, en partie à cause de leur faible accessibilité ou de l’incapacité des solutions existantes en matière de mini hydroélectricité à s’y adapter. Le projet HYDROGO, financé par l’UE, s’est attaqué à ces problèmes en développant un système hydroélectrique mobile et facile à installer, capable de fournir de l’électricité à des personnes ou des communautés vivant dans des régions isolées à partir des courants fluviaux et des chutes d’eau. Le système étant facile à entretenir et à transporter, il peut être mis en place sur des sites où les solutions existantes sont incapables de fonctionner. De plus, comme il n’est pas immergé dans les cours d’eau, il ne perturbe pas l’environnement. La refonte d’une technologie éprouvée Les chercheurs ont revu la conception de la turbine Kaplan classique, une turbine hydraulique à hélice, pour améliorer considérablement son rendement grâce à une modélisation informatique afin de maximiser ses performances et de minimiser son poids, en utilisant des matériaux tels que les fibres de carbone. «Grâce à notre nouvelle conception, nos turbines peuvent produire de l’énergie à partir de charges hydrauliques plus faibles que d’habitude, ce qui nous permet de produire notre turbine en série et donc de réduire les coûts», déclare Reidar Vestby, coordinateur du projet et directeur général de Deep River, une PME norvégienne. L’équipe du projet a conçu deux modèles basés sur des modules sous forme de conteneurs développés pour une production standardisée d’énergie renouvelable. Il s’agit du système Drop & Go monté sur euro-palette et du module Plug & Go basé sur un conteneur, qui répondent tous deux à une demande en micro (moins de 100 kilowatts) et en mini-électricité. «Les installations peuvent produire jusqu’à 600 kilowatts, en fonction du diamètre du tube d’entrée, du débit et de la hauteur de la chute d’eau», explique M. Vestby. Drop & Go et Plug & Go peuvent être installés en moins d’une semaine, seul leur ancrage étant nécessaire puisque leur installation ne requiert aucuns travaux de construction. Selon M. Vestby: «C’est la solution idéale pour les zones difficiles d’accès et les zones sinistrées où il y a un besoin immédiat d’électricité hors réseau. Plug & Go peut alimenter jusqu’à 1 350 foyers par an en électricité.» Une énergie renouvelable bon marché avec un impact minimal sur l’environnement Chacun de ces deux systèmes hydroélectriques peut être raccordé à de nouvelles centrales de micro et de petite électricité, peu exigeantes en termes de maintenance et développées par HYDROGO, qui peuvent à leur tour être raccordées aux réseaux locaux et nationaux. Dans la centrale électrique, les batteries au lithium légères et à haute capacité de Plug & Go sont utilisées pour le stockage de l’électricité. Les clients peuvent désormais opter pour l’installation d’une petite installation hydroélectrique avec le coût énergétique le plus bas du marché (de 0,011 à 0,024 euro par kWh). Par ailleurs, il n’est pas nécessaire de construire la moindre structure, à l’exception d’une fondation en béton dans le cas où ils optent pour Plug & Go. Les installations HYDROGO intégreront un hub électrique destiné au raccordement d’autres systèmes hors réseau, recevant de l’énergie provenant d’autres sources renouvelables, comme le solaire et l’éolien, et la redistribuant aux systèmes de services locaux comme le traitement des eaux usées et l’irrigation. «D’ici 2024, HYDROGO aura rendu cette énergie propre et fiable accessible à un demi-million de personnes, en apportant et en créant plus de 380 emplois directs et indirects», souligne M. Vestby.

Mots‑clés

HYDROGO, énergie hydroélectrique, hors réseau, renouvelable, centrale électrique, Drop & Go, Plug & Go, turbine

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