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Mars 2019

La compétitivité affichée de la petite hydroélectricité

DÉVELOPPEMENT INDUSTRIEL

La compétitivité affichée de la petite hydroélectricité

Première source d’électricité renouvelable dans le mix énergétique (avec plus de 25 GW de capacités installées), l’hydraulique est aussi la plus ancienne des énergies renouvelables. Au point qu’on oublie qu’on peut encore innover dans ce domaine. Et pourtant, si le marché de la « grosse » hydraulique est aujourd’hui effectivement saturé, couvrant tous les sites exploitables de moyenne et haute chute d’eau, la petite hydraulique (< 250 kW) a un vrai avenir devant elle (des dizaines de milliers d’anciens moulins, des milliers d’écluses et de sites industriels ayant des chutes d’eau en rejet). Sous réserve cependant de parvenir à proposer des solutions qui permettent d’être économiquement viable.

C’est ce pari que relève depuis plusieurs années la société Turbiwatt avec une offre de turbines conçues pour travailler efficace- ment sur des faibles chutes (de 1,2 à 7 m) et faibles débits (de quelques dizaines de litres/s à 4,5 m3/s). Depuis 2013, date du début de commercialisation des turbines, la gamme s’est largement étoffée pour parvenir à couvrir tout le spectre des sites potentiellement équitables avec des puissances installées de 3 à 130 kW par machine. Fort de cette gamme complète, Turbiwatt constate son changement de statut sur le marché. « On est entré dans la cour des grands dans la mesure où désormais, on est identifié comme un acteur incontournable de l’hydroélectricité dès qu’on parle de chute de moins de 7 mètres », explique Didier Greggory, dirigeant-fondateur de l’entreprise qui a vu son chiffre d’affaires 2018 doubler par rapport à 2017 avec des perspectives identiques pour 2019.

La raison de cette reconnaissance tient à l’offre technologique. Car très majoritairement sur le marché, les solutions qui ont été étudiées pour ce créneau de marché des faibles hauteurs de chute l’ont été en cherchant à réduire la taille des techniques existantes, ce qui en a augmenté la complexité et le coût. Le mot d’ordre chez Turbiwatt a été au contraire la simplicité et la robustesse, approche ayant conduit à imaginer une conception miniaturisée de turbines allant jusqu’à permettre de loger le générateur au sein même de la turbine et n’avoir que deux pièces d’usure. Autre choix crucial, celui de ne proposer que des turbines non autoréglables en fonction du débit. « La conception est arrêtée et réglée en usine pour une hauteur et un débit – à une petite marge près- ce qui nous permet de sortir directement du courant en 400 volts triphasé – 50 Hz, sans redresseur de courant », explique Didier Greggory. Conséquence, la turbine se couple directement au réseau et il n’y a pas de perte de rendement lié au convertisseur. En cas de situation où le débit varie dans l’année, l’idée est plutôt de compenser au départ cette contrainte par la mise en place d’une combinaison de turbines (plutôt qu’une turbine de 30 kW, on peut imaginer deux turbines de 15 kW ou une de 10 et une de 20 kW par exemple).

La gamme Turbiwatt se compose donc aujourd’hui, par ordre de puissance, des turbines Léopard, Lion et Tigre. Lancée commercialement entre fin 2015 et début 2016, la turbine Léopard (3 à 12 kW, 70 à 350 l/s) a été pensée principalement pour les petits marchés industriels, des multiples sites disposant de faibles chutes d’eau (en particulier rejets d’eaux de process après traitement) représentant une énergie fatale à exploiter. Tous les gros consommateurs d’eau en industrie sont concernés, mais aussi les stations d’épuration ou de production d’eau potable (la machine étant désormais agréée ACS). L’entreprise compte une douzaine de références (y compris dans des usages originaux, comme le réseau d’une piscine) pour cette turbine pensée pour couvrir ce besoin industriel de valorisation d’énergie fatale.

Avec la Lion, Turbiwatt va couvrir des puissances de 6 à 60 kW et 250 à 1500 l/s. C’est le produit phare de l’entreprise, lancé en 2013 avec déjà une cinquantaine d’unités implantées. Le premier marché approché a été celui des moulins privés en déshérence, multiples points de production potentielle de 10 à 30 kW en général. Mais s’ouvre aussi le marché professionnel des énergéticiens, comme le montre deux références en Suisse pour exploiter des débits d’attrait (passe à  poissons) ou les débits réservés dans grands barrages.

Enfin, le dernier né de la gamme est la turbine Tigre dont le prototype a été validé mi 2018. Elle couvre des débits allant de 700 l/s à 4,5 m3/s pour des puissances électriques de 20 à 130 kW. Ce modèle ouvre incontestablement une ère nouvelle pour l’entreprise qui va pouvoir adresser de plus gros marchés, d’énergéticiens et d’industriels, d’autant que la concurrence sur ces créneaux est faible. Les vis d’Archimède sur le marché depuis quelques années démarrent à   1,5 m3/s mais ont une emprise au sol conséquente et des risques de nuisances sonores. « Le générateur est aussi séparé de la vis, ce qui implique de le protéger contre d’éventuelles crues », souligne Didier Greggory. Quant à la société MJ2, autre startup française engagée sur les faibles hauteurs de chute, elle est aujourd’hui plus un partenaire qu’un concurrent, proposant une solution technique pour des débits supérieurs à 4,5 m3/s, là où s’arrête Turbiwatt.

En termes de positionnement, le développement industriel de Turbiwatt s’annonce donc prometteur, tous les cas de faible chute et petits débits pouvant être couverts, éventuellement en combinant les machines. Et de fait, le carnet de prospection et de commandes est bien rempli. Avec la gamme Lion, plus de 500 sont à l’étude dont 350 en France et avec la Tigre, outre les 4 unités déjà signées (une installée, une autre prévue pour le printemps et les deux autres dans l’année), une cinquantaine de contacts avancés sont en cours. Après plusieurs levées de fonds, Turbiwatt a aujourd’hui les moyens d’assumer la forte croissance engagée. Les locaux avaient été prévus pour cette montée en puissance et l’entreprise a les moyens si besoin de sous-traiter la fabrication de certains éléments des turbines. Mais le point clé pour l’avenir de Turbiwatt tient à l’équilibre économique des opérations d’hydroélectricité qui seront montées avec ses turbines. La conception des machines, et notamment le fait qu’une majorité de pièces sont communes entre les machines, font des unités Turbiwatt des générateurs qui s’amortissent relativement rapidement. « Une unité seule s’amortirait en 2 à 4 ans : avec les travaux de génie civil et autres raccordements, les projets réalisés avec nos turbines ont plutôt des retours de 4 à 7 ans (avec un prix d’achat à 13 c€/kWh), à comparer avec les 10, 15 voire 20 ans de certains projets d’ENR », précise Didier Greggory.

Ainsi, si aujourd’hui l’énergie hydraulique dans son approche classique est la moins chère à exploiter des énergies primaires, on sait désormais qu’elle l’est aussi à très petite échelle. Une excellente nouvelle pour le développement de microcentrales décentralisées, qui permettront de soulager les réseaux trop sollicités et participer à un équilibre nouveau du mix énergétique. Selon les estimations, on parle d’un équivalent d’environ une tranche nucléaire pour les projets de petite hydroélectricité.

Turbiwatt, Didier Greggory

dgreggory@turbiwatt.com