Etude potentiel éolien18.98 Mo

Collectivité départementale de Mayotte
Responsable Technique
Ibrahim BAHÉDJA
Chef de bureau Energie
Université d’Orléans / Laboratoire du Cedete
Responsable Scientifique
Laurent TOUCHART
Professeur des Universités
Mesures de vent et rédaction de l’atlas
Bureau d’études ENCIS Wind
Sylvain LE ROUX
Responsable de l’étude
Docteur en Géographie
Elisabeth GALLET
Ingénieur Environnement
Pierre PAPON
Docteur en Géographie
Vincent PÉROLLE
Ingénieur en Géosciences Appliquées
Jean-Étienne QUINET
Chargé d’études Analyse de vent
Sommaire
Introduction.......................................................................................... 1
Le contexte géographique de l’île de Mayotte................................... 3
Le milieu physique..................................................................................... 5
La démographie.......................................................................................... 5
Le contexte énergétique général de l’île de Mayotte......................... 7
Un contexte international tendu................................................................ 9
Une île dépendante du pétrole..................................................................10
L’énergie éolienne sur l’île de Mayotte - Définition et contraintes.. 13
Les rôles de l’énergie éolienne.................................................................. 15
Les étapes du développement d’un projet éolien................................... 16
Les contraintes liées à l’activité humaine................................................ 17
Les contraintes environnementales......................................................... 21
La méthodologie d’étude du gisement éolien de l’île de Mayotte... 25
L’installation des mâts de mesures......................................................... 27
Corrélation avec la station de Pamandzi................................................. 28
Modélisation à l’échelle de l’île de Mayotte............................................. 28
L’étude du gisement éolien de l’île de Mayotte.................................. 31
Analyse globale.......................................................................................... 33
Analyse par secteur.................................................................................... 43
Analyse des zones favorables................................................................... 51
La valorisation du gisement éolien de l’île de Mayotte..................... 79
La production d’électricité......................................................................... 81
Le pompage de l’eau et la dessalinisation............................................... 86
Conclusion............................................................................................ 89
Introduction
La production d’énergie électrique sur l’île de Mayotte provient actuellement de la combustion de
ressources fossiles importées. Ainsi, l’île est très dépendante de l’extérieur, et ce mode de production
d’électricité comporte des risques et des contraintes, tout aussi bien du point de vue économique
qu’écologique.
Dans ce contexte de crise énergétique et environnementale, il est nécessaire de trouver des
alternatives afin de diversifier le mode de production d’électricité sur l’île.
C’est dans ce cadre qu’au début de l’année 2006, un accord entre le Conseil Général de Mayotte,
l’Université d’Orléans et le bureau d’études ENCIS Wind a été signé afin d’évaluer le potentiel éolien
de Mayotte. Ainsi, deux mâts de mesures du vent ont été installés en avril et mai 2007 sur l’île GrandeTerre de Mayotte, l’un à Chirongui, l’autre à Longoni, deux zones de l’île dégagées, choisies pour leur
accessibilité.
La campagne de mesures nous a permis d’évaluer la vitesse du vent à la hauteur d’une éolienne.
Un atlas éolien de Mayotte a été réalisé afin d’identifier les zones les plus favorables à l’implantation
d’éoliennes, en vue d’étudier la faisabilité technique de la production d’électricité et du pompage de l’eau
à partir de l’énergie du vent.
Nous présentons tout d’abord dans ce document le contexte géographique et énergétique de l’île
de Mayotte. Suivra une présentation de l’énergie éolienne, des généralités jusqu’au contexte mahorais,
ainsi qu’une description des étapes du développement de projets éoliens.
Nous exposerons par la suite la méthodologie employée pour étudier le gisement éolien.
L’analyse des résultats, qui constituera le cœur de ce document, présentera le potentiel éolien, depuis
les cartes de vents à l’échelle de l’île, jusqu’à la présentation des secteurs favorables à l’implantation
d’aérogénérateurs.
Enfin, nous conclurons cet atlas éolien par l’étude des possibilités de valorisation de la ressource
en vent via la production d’électricité ou le pompage de l’eau.
1
Le contexte géographique
de l’île de Mayotte
Le milieu physique
L’île de Mayotte fait partie de l’archipel
des Comores, situé dans l’Océan Indien, entre
l’Afrique et Madagascar. D’une superficie de
374 km2, elle est d’origine volcanique et se
compose de deux îles principales, Petite-Terre
et Grande-Terre, ainsi que d’une trentaine d’îlots
épars. Vieille de plusieurs millions d’années,
Mayotte a été soumise à une érosion prolongée
et à un enfoncement important (subsidence), son
plateau s’étant progressivement effondré. Le
relief de l’île est escarpé et composé de massifs
basaltiques. Le point culminant de la Grande
Terre, le mont Bénara, s’élève à 660 m. La Petite
Terre quant à elle, voit son altitude n’atteindre
que 203 m au-dessus de l’océan. Les côtes de
ces îles sont très découpées et forment des
baies profondes, des caps rocheux ainsi que des
presqu’îles. L’île est entourée d’un récif corallien
constituant un des plus grands lagons du Monde,
large de plus de 1 100 km².
Le climat mahorais est tropical humide
sous influence océanique. Il est caractérisé
par deux saisons bien marquées : l’été austral,
d’octobre à mars, et l’hiver austral, d’avril à
septembre. L’été austral est la saison chaude
et humide, durant laquelle se concentrent les
pluies abondantes et les vents de mousson
(généralement faibles avec des rafales). L’hiver
austral est la saison fraîche et sèche, balayée
par les alizés forts et réguliers1. La température
de l’air connaît quant à elle de faibles amplitudes
annuelles, autour d’une moyenne de 28 à 30 °C.
Carte de présentation de l’île de Mayotte
La démographie
L’île de Mayotte connaît une croissance démographique préoccupante. Entre 1997 et 2007, la population est passée de
131 000 à 187 000 habitants. Plusieurs raisons sont à l’origine de cette croissance démographique élevée, la raison principale
étant le fort taux de natalité qui atteint les 38 ‰ (par exemple, 13 ‰ pour la France métropolitaine). Ceci s’intègre dans un
contexte sanitaire en amélioration, également caractérisé par une baisse du taux de mortalité infantile et une amélioration des
soins médicaux. Vient s’ajouter un solde migratoire important, avec des immigrés légaux et illégaux, en provenance des îles
voisines (Madagascar, Comores) et du continent africain et métropolitain.
Evolution démographique de Mayotte entre 1958 et 2008
200 000
180 000
Population
160 000
140 000
120 000
100 000
80 000
60 000
40 000
20 000
0
1950
1960
1970
1980
Années
1990
2000
2010
Malgré ce dernier phénomène
migratoire, qui pourrait faire croire à
la proximité de ses voisins, Mayotte
reste isolée. L’île est en effet éloignée
de 350 km de Madagascar et de 400 km
de l’Afrique orientale. Cette insularité reste
par conséquent un handicap et en fait un
territoire sensible. Dans ce contexte, se
dessinent plusieurs enjeux majeurs dont
celui de la nécessaire indépendance
énergétique, puisque aucune connexion
(électricité, gazoduc, etc.) n’est possible
avec le continent le plus proche.
Source: Tableau économique de Mayotte (2006-2007) par l'INSEE
1
cf. histogramme des vents sur une année pour Chirongui, Partie « Etude du gisement éolien de l’île de Mayotte »
5
Le contexte énergétique général
de l’île de Mayotte
Un contexte international tendu
Changement climatique, épuisement des ressources, renchérissement du prix du pétrole, pollution atmosphérique,
marées moires… autant de problématiques associées à l’utilisation de l’énergie qui rendent le contexte international fragile.
Et pour cause, l’énergie permet d’assurer le développement des sociétés. Elle joue incontestablement un rôle capital pour
la vie humaine et son organisation socio-économique. Des avancées considérables ont été liées à la découverte de sources
énergétiques à fort pouvoir calorifique comme le charbon, le pétrole et le gaz. C’est pourquoi ces ressources non renouvelables
sont actuellement les plus utilisées dans le monde.
La raréfaction de l’énergie bon marché
Or, l’utilisation massive d’énergies fossiles liée aux augmentations conjointes des besoins et de la population mondiale
accélère leur épuisement. Bien que l’estimation qui est faite des quantités restantes soit discutée et controversée, leurs stocks
viendront à disparaître. Pour preuve : l’envolée spectaculaire des prix du pétrole à 139 $ le baril en juin 2008.
Souce : Observatoire de l’énergie, d’après BP Amoco reciew of World Energy (2004),
Conseil Mondial de l’Enargie, DIREM
Les dégradations environnementales
D’autre part, l’utilisation des énergies fossiles engendre des pressions de plus en plus prononcées sur l’environnement.
Le changement climatique en est la conséquence la plus alarmante. La combustion du charbon, du pétrole ou du gaz entraîne
le rejet dans l’atmosphère de molécules de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre qui capte les rayons infrarouges
réfléchis pas la Terre et modifie son équilibre climatique.
Selon le GIEC (Groupe Intergouvernemental d’Etude sur le Climat), ce réchauffement climatique pourrait entraîner
des phénomènes climatiques extrêmes de plus en plus fréquents, la hausse des températures, la fonte des glaces ou encore
l’élévation du niveau des mers. Un changement climatique rapide pourrait être extrêmement préjudiciable pour de nombreuses
espèces végétales et animales qui verront leur milieu naturel évoluer plus vite que leur capacité d’adaptation ne le leur permet.
Le bouleversement du climat aurait bien entendu des impacts considérables sur la production agricole et sur l’économie. Autant
de dérèglements qui pourraient avoir des conséquences graves sur l’île de Mayotte.
9
Vers un modèle de développement durable
Cette situation de fait amène les décideurs internationaux et locaux à s’orienter vers un modèle de développement
plus sobre et plus respectueux de l’environnement. La maîtrise de l’énergie et le développement des énergies renouvelables
sont devenus une impérieuse nécessité.
Mayotte, une île dépendante du pétrole
La situation énergétique de l’île de Mayotte est très différente de celle de la métropole française. Elle est caractéristique
d’un milieu insulaire ayant subi une très forte croissance des besoins énergétiques. Le système mahorais est aujourd’hui très
dépendant des produits pétroliers.
L’utilisation des énergies à fort pouvoir calorifique comme le pétrole, le charbon et le gaz est très récente. Alors que
les ressources énergétiques sont longtemps restées le bois de chauffe, le charbon de bois ou d’autres énergies issues de la
biomasse (ex : bourres de coco), les hydrocarbures ont commencé à représenter une part importante de la demande à partir
des années 80. En 30 ans, les hydrocarbures sont devenus la principale ressource énergétique et couvrent aujourd’hui 95 %
des besoins, que ce soit pour la production d’électricité, le transport ou la cuisson. Le reste est assuré par le gaz en bouteille
3
et les quelques modes traditionnels évoqués précédemment. Les 100 000 m annuels de produits pétroliers sont acheminés
depuis les Seychelles jusqu’au dépôt des Badamiers par la voie maritime, ce qui n’est pas sans risque pour le milieu marin
(marée noire, dégazage…).
Une électricité 100% fioul
L’électricité est le poste le plus important. La moitié des produits pétroliers importés sert à alimenter la centrale
thermique des Badamiers (40 MW) et les groupes électrogènes pour la production d’électricité. L’électricité est tout aussi
récente que les hydrocarbures puisque la première centrale électrique a été construite en 1977 sur « Petite Terre ».
A Mayotte, la production et la distribution de l’énergie électrique sont réalisées par Electricité De Mayotte (EDM). La
croissance de la demande en électricité a été considérable ces 15 dernières années puisque la consommation est passée
de 15 000 MWh en 1991 à 75 GWh en 1999, pour atteindre186 GWh en 2007 en raison des croissances démographique et
économique. Dans le même temps, le nombre d’abonnés à EDM a doublé.
10
Etant donné que la seule et unique source d’énergie pour produire de l’électricité est le fioul, le système électrique
mahorais est fragile, tant sur le plan écologique qu’économique. Un tel système, strictement basé sur la combustion d’énergie
fossile entraîne des émissions de gaz à effet de serre importantes : elles étaient estimées à 140 000 tonnes de CO2 en 2007. La
production d’électricité étant complètement dépendante de l’importation des produits pétroliers et du cours du baril de pétrole,
le prix de revient d’un kWh produit par Electricité De Mayotte est très élevé : plus de 20 c€/kWh.
Les énergies renouvelables : une partie de la solution
Dans ce contexte énergétique très tendu, les sources d’énergies renouvelables modernes ont un grand avenir
devant elles. Par exemple, les centrales de production d’électricité par l’énergie solaire sont depuis quelques années en plein
développement. Les 2 900 heures d’ensoleillement par an affichées à Mayotte offrent un très grand potentiel.
Bien qu’il n’y ait pas encore de centrale éolienne à Mayotte, l’énergie du vent pourrait s’avérer être un mode d’énergie
très intéressant pour réduire la dépendance énergétique du territoire, réduire les émissions de gaz à effet de serre et s’assurer
un coût de production de l’électricité meilleur marché.
En effet, les résultats de cet atlas éolien font état d’un gisement permettant d’implanter des aérogénérateurs pour
la production d’électricité ainsi que des éoliennes de pompage de l’eau comme il en existe déjà dans la Zone Industrielle de
Kawéni.
La politique en faveur de l’éolien à Mayotte
La France s’est engagée avec ses partenaires européens à accroître la part des énergies renouvelables dans le
système énergétique. La Directive Européenne 2001/77/CE du 27 septembre 2001 relative à la promotion de l’électricité
produite à partir de sources d’énergies renouvelables est un exemple d’engagement. Cette directive, qui est la traduction
des accords de Kyoto (1997) fixe un objectif de consommation de 21 % d’électricité d’origine renouvelable pour la France.
Le Grenelle de l’Environnement tenu à l’automne 2007 fixe pour objectif une puissance installée de 25 000 MW installés en
France (dont 6 000 en offshore).
Dans ce contexte favorable, un cadre réglementaire de soutien à l’éolien a été instauré. La loi n° 2000-108 du 10
février 2000 relative à la modernisation et au développement du service public de l’électricité prévoit un dispositif d’obligation
d’achat de l’électricité produite par des parcs éoliens. Des arrêtés tarifaires initiaux ont été pris en 2001, 2002 et 2003. De
nouvelles conditions d’achat de l’électricité produite à partir d’énergies renouvelables ont été définies en 2006 par l’arrêté du
10 juillet 2006. La Cxollectivité Départementale de Mayotte est elligible à ce tarif d’achat depuis la loi d’orientation sur l’énergie
(2005) et l’arrêté de 2006. Comme dans les autres collectivités d’outre mer, les installations implantées à Mayotte bénéficient
d’un tarif de rachat bonifié par rapport à la métropole qui tient compte des coûts supplémentaires liés à la situation insulaire.
Le kWh y est donc racheté 11 c€ durant quinze ans, ce qui permet de développer des projets viables voire intéressants
économiquement.
11
L’énergie éolienne sur l’île de Mayotte
Définition et contraintes
Les rôles de l’énergie éolienne
La production d’électricité
Une éolienne utilise l’énergie du vent. En effet, le vent fait tourner les pales, cela produit ainsi de l’énergie mécanique,
qui est ensuite transformée en énergie électrique. Pour cela, l’éolienne est couplée à un générateur électrique pour fabriquer
du courant. Le générateur est relié à un réseau électrique ou à un dispositif de stockage de l’énergie.
Comme l’on peut l’observer sur la figure ci-dessous, une éolienne est composée de plusieurs éléments qui sont le
mât, le rotor et la nacelle.
• Le mât :
Il permet de placer l’éolienne à une hauteur où la vitesse du
vent est plus élevée et plus régulière qu’au sol.
• Le rotor :
Il est en général composé de trois pales liées par le moyeu.
C’est la partie qui est entraînée par le vent.
• La nacelle :
Elle est placée au sommet du mât, elle abrite les composants
électriques, pneumatiques et électroniques nécessaires
pour convertir le mouvement de rotation du rotor en énergie
électrique. Lorsque les pales tournent, elles entraînent l’arbre
lent ce qui permet de faire fonctionner le multiplicateur. Celuici permet d’ajuster à sa sortie la vitesse du deuxième arbre,
l’arbre rapide, aux caractéristiques de la génératrice qui
produit l’électricité. Sur chaque nacelle, on trouve également
un anémomètre qui mesure la vitesse du vent, ainsi qu’une
girouette qui permet de connaître la direction du vent.
Vue des différents éléments qui composent une éolienne
La figure ci-contre présente les éléments
principaux de la nacelle :
1 : les pales
2 : le premier arbre, ou arbre lent
3 : le multiplicateur
4 : le deuxième arbre, ou arbre rapide
5 : le générateur
Schéma des différents éléments contenus dans une nacelle
L’alimentation en eau
Les besoins en eau potable à Mayotte ne cessent de croître, du fait d’un taux de croissance élevé couplé à une
augmentation de la consommation d’eau par habitant (185 m3 par abonné en 2005). Actuellement, l’alimentation en eau
potable est principalement assurée par 14 captages d’eau de surface desservant cinq usines de traitement sur Grande-Terre,
deux retenues collinaires au Nord et au centre de l’île, ainsi que par une usine de dessalement sur Petite-Terre. Des forages
ont également été réalisés suite à des campagnes régulières de prospection d’eau souterraine. L’énergie éolienne pourrait
permettre d’optimiser l’alimentation en eau. En effet, elle pourrait être utilisée pour alimenter différents mécanismes2 tels que
des pompes à piston ou des pompes centrifuges et des usines de dessalement.
1
cf. « Le pompage de l’eau et la dessalinisation », Partie « Valorisation du gisement éolien de l’île de Mayotte »
15
Les étapes du développement d’un projet éolien
L’atlas éolien de Mayotte est un outil destiné aux décideurs locaux et aux porteurs de projet qui souhaitent savoir
quelles sont les zones du territoire les plus favorables pour l’implantation d’aérogénérateurs. Lorsque les porteurs de projet,
en accord avec les décideurs, auront ciblé un secteur, il leur sera indispensable d’affiner l’analyse pour déterminer si le site
considéré est véritablement apte à recevoir une centrale éolienne. Ce processus ce découpe en trois phases :
L’analyse des contraintes
Première des trois grandes phases du développement d’un projet éolien, l’analyse des contraintes techniques et
environnementales permet de dresser un bilan des capacités d’acceuil du site :
- Socio-économiques : intégration des données liées à l’habitat et la maîtrise foncière.
- Environnementales et paysagères : intégration des données de protection des milieux et des paysages.
- Physiques : intégration des données topographiques du site.
- Administratives : intégration des servitudes d’utilité publique s’appliquant sur la zone.
La synthèse de toutes ces contraintes permet la définition de sites potentielles de développement au sein de la zone
prospéctée.
L’étude du gisement éolien du site
Deuxième volet du développement d’un projet éolien, l’étude du gisement éolien permet d’estimer avec beaucoup
d’exactitude le potentiel énergétique du site pressenti. Cette étude est développée en trois temps :
- La campagne de mesures du vent au cours de laquelle un mât de mesures est installé pour une durée d’un an (en
moyenne), et grâce auxquel les vitesses instantanées et l’orientation du vent sont enregistrées.
- La corrélation et l’extrapolation des données recueillies et des données météorologiques existantes (station météo
de référence) de façon à obtenir des informations à long terme les plus fiables possibles.
- La modélisation du gisement éolien à l’échelle du site entier à l’aide d’un logiciel spécialisé, en vue de déterminer
la production d’électricité d’un parc éolien.
Les démarches administratives
Dernier volet du développement d’un projet éolien, les démarches administratives aboutissent à la phase opérationnelle
du projet éolien, c’est à dire la réalisation.
Pour un projet éolien de plus de 50 mètres, il est nécessaire de :
- réaliser une étude d’impact sur l’environnement,
- demander un permis de construire,
- soumettre le dossier à enquête publique.
Synthèse:
Le développement d’un projet éolien s’étale au minimum sur une période de deux années.
Le présent Atlas éolien fournit non seulement des informations sur le gisement éolien de l’ile de Mayotte, mais aussi
inventorie les principales contraintes techniques et environnementales qui s’y appliquent, il est donc un outil d’aide à la décision
pour les décideurs et les développeurs. Ces derniers auront toutefois à préciser l’analyse des contraintes, l’étude du gisement
éolien et à réaliser des démarches administratives pour chaque site.
16
Les contraintes liées à l’activité humaine
Les aérogénérateurs sont des structures de grande envergure qui, comme toute construction ou activité industrielle,
peuvent comporter des risques ou des nuisances. C’est pourquoi lors du choix de l’implantation d’un parc éolien, il est nécessaire
d’inventorier les différentes activités humaines pouvant être incompatibles avec ce mode de production électrique.
En l’occurrence, la carte suivante présente de façon non exaustive :
Les zones d’habitation
Afin d’éviter tout dérangement à l’égard des habitants les plus
proches des parcs éoliens, une distance suffisante doit être respecter.
Bien que la pression démographique sur l’île soit importante, l’habitat est
relativement concentré et ne s’étale que très peu en dehors des villes et
des villages principaux.
Labattoir en Petite-Terre et Mamoudzou en Grande Terre vus
du Mont de La Vigie. Dzaoudzi en Petite Terre
Le réseau électrique
Source : ww.registurpin.net
Des lignes Haute Tension A (HTA) de 20 kV parcourent
l’île et longent principalement le littoral. Techniquement,
une génératrice éolienne produit une énergie électrique
triphasée d’une tension de 690 V (Basse Tension, BT). Le
transformateur de l’éolienne élève le niveau de tension à
20 kV et transmet l’électricité au poste de livraison. Ce
dernier, implanté à proximité du parc éolien, constitue le
point de départ du raccordement au réseau de distribution
(HTA, 20 kV).
Une trop grande distance entre le poste de
livraison et le réseau entraîne des pertes en lignes
(baisse du rendement) et des coûts importants. C’est
pourquoi les parcs éoliens doivent être implantés le plus
prêt possible des lignes du réseau électrique HTA.
Raccordement d'un parc éolien sur l'île de Mayotte
Génératrice
Réseau de l'île
Ligne HTA
Poste de
livraison
Transformateur
690/20 kV
20 kV
Réseau 20 kV
interne
Les dépôts d’hydrocarbures et les sites industriels
Bien
que
les
incidents
soient
extrêmement rares (chute d’un bris de pale, de la
nacelle ou du mât), ils doivent être pris en compte.
Ainsi, un périmètre de protection, au minimum de
la hauteur de l’éolienne, sera nécessaire en cas
d’implantation à proximité de cuves de pétrole par
exemple.
Cette sécurité est à appliquer pour toute
installation industrielle (usine de dessalement,
etc.).
Conception d’un dépôt pétrolier
Soucre : IRC
17
Les captages d’eau et retneues collinaires
La construction d’un parc éolien (terrassement,
fondation, création du chemin d’accès, etc.) peut entraîner
l’apport de matières en suspension dans les eaux superficielles.
Il est par conséquent judicieux de respecter des mesures de
sécurité afin de préserver le bassin versant concerné par les
travaux. Les captages d’eaux et les retenues ayant fait l’objet
d’une Déclaration d’Utilité Publique (DUP) possèdent un
périmètre ayant une valeur juridique renforcée : il s’agit alors
d’une servitude.
D’une manière plus générale, un périmètre de
protection est prévu par la Loi sur l’Eau du 3 janvier 1992.
Outre la période de construction, la phase d’exploitation peut
aussi présenter des risques pour les eaux superficielles et
souterraines (fuite d’huile des aérogénérateurs par exemple).
L’étude d’impact doit alors prendre en compte
les caractéristiques des réserves hydriques du site
d’implantation.
Retenue collinaire de Combani
Souce : www.malango-mayotte.com
La circulation aérienne
La circulation des avions (civils et militaires) impose
des servitudes aéronautiques protégeant une partie de
l’espace aérien et de l’espace au sol. Une limite de hauteur est
en général imposée.
Parmi les servitudes, il faut également compter les
activités de vol libre (ULM par exemple). L’île de Mayotte
possède un aéroport, celui de Dzaoudzi-Pamandzi sur la
Petite Terre, qui, selon les prévisions, comptera annuellement
270 000 voyageurs en 2010. De plus, une piste de vol libre a
été recensée au sud de l’île, à proximité de Dapani. Pour toute
implantation de parc, le porteur de projet doit impérativement
consulter les services de la DGAC (Direction Générale de
l’Aviation Civile) et de l’armée.
Vue de l’aéroport de Mayotte
Souce : berthoalain.files.wordpress.com
Les radars
L’armée, l’aviation ou météo France possèdent des radars. Leurs missions peuvent être diverses, de l’aide à
la circulation aérienne à la surveillance militaire. Ces moyens de communication, de navigation ou de détection sont
considérés comme des servitudes et bénéficient d’un rayon de dégagement.
En effet, les aérogénérateurs sont susceptibles de générer des perturbations. Deux radars de l’armée sont situés
au nord-ouest de l’île.
Les servitudes radioélectriques
Les transmissions des ondes télévisuelles et radiophoniques se fait à travers des faisceaux hertziens depuis des
stations radioélectriques. Autour d’elles et des faisceaux qu’elles transmettent, existent des servitudes de dégagement
contre les obstacles.
Les éoliennes, par leur hauteur importante et leurs matériaux de composition, sont considérées comme des
obstacles à la propagation des ondes. Quatre pylônes de transmission radioélectrique sont implantés à Mayotte :
- le premier dans la partie nord-ouest de l’île, sur les hauteur du village de M’Tsangadoua
- le deuxième, au centre, sur le mont Combani
- le troisième sur le mont Mtsapéré
- le quatrième sur le mont Vigie (en Petite-Terre)
18
19
Les contraintes environnementales
Mayotte bénéficie d’un patrimoine naturel présentant une grande richesse écologique, due principalement à la
diversité de ses milieux naturels tropicaux qui recèlent des espèces végétales et animales remarquables et indispensables
au fonctionnement des écosystèmes. Cette biodiversité fait de l’île un véritable laboratoire à ciel ouvert pour étudier les
phénomènes de spéciation sur la faune et la flore.
Pour autant, les connaissances du patrimoine naturel de l’île restent incomplètes. En effet, il n’existe pas, à l’heure
actuelle, d’inventaire exhaustif des richesses naturelles, terrestres et marines de Mayotte.
Les milieux terrestres
Mayotte compte un nombre restreint de mammifères terrestres. Les plus
remarquables sont sans doute la roussette et le lémurien. La faune terrestre de Mayotte
a fait l’objet d’inventaires et d’études depuis de nombreuses années mais demeure
néanmoins assez mal connue surtout en ce qui concerne les invertébrés.
Mayotte présente un couvert végétal exceptionnel en terme de nombre
d’espèces et apparaît comme l’une des îles tropicales les plus riches du monde
comparativement à sa superficie. De façon à préserver cette flore, de nombreuses
zones de l’île ont été sauvegardées par le biais de la classification en domaine forestier
(cf. Carte des espaces protégés de l’île de Mayotte) . Il s’agit notamment des massifs
forestiers des Monts Bénara, Combani, Majimbini, Sohoa, Choungui ainsi que des
crêtes du nord et du sud. Ces zones sont soumises au Code forestier de Mayotte et les
déboisements y nécessitent une dérogation.
Photo d’un frangipanier
Source : Malango-actualité.com
Le littoral
Photo de la mangrove de Dapani ,
Sud de Mayotte
Source : Picasaweb.com
Le littoral de Mayotte présente une diversité écologique intéressante. Du
fait de conditions écologiques singulières, des formations végétales particulières s’y
développent. C’est le cas notamment des mangroves, interfaces entre la terre et la mer,
qui constituent un type d’habitat précieux et menacé. Certaines sont particulièrement
bien conservées comme celles de Tsingoni, Dzoumogne ou Chirongui, la plus grande
de l’île. Elles jouent un rôle écologique majeur : rétention des sédiments, épuration
des intrants, abri de faune, nurserie d’espèces récifales, protection des côtes. Maillon
essentiel des chaînes trophiques marines, la mangrove, par la forte production primaire
qu’elle engendre, constitue un lieu de reproduction, de nourricerie et de refuge pour
de nombreux organismes marins. La grande qualité du littoral mahorais est désormais
protégée par le Conservatoire du littoral. Il agit sur des périmètres d’intervention et des
domaines qu’il a acquis. (cf. Carte des espaces protégés de l’île de Mayotte).
Le lagon et par extension le milieu marin
Le grand récif de Mayotte constitue un patrimoine naturel d’une grande
richesse biologique, le lagon abrite certaines espèces de tortues et de mammifères
marins remarquables. Les côtes sableuses, les récifs coralliens et les herbiers du lagon
font de Mayotte un site privilégié pour la reproduction et l’alimentation de ces espèces.
Les eaux du lagon sont riches en cétacés et on observe l’existence de peuplements
coralliens particuliers ou originaux.
Des sites marins remarquables tels que les récifs de Prévoyante et Pietro au
nord-est, les récifs qui constituent la double barrière au sud, ainsi qu’une partie du récif
d’Hajangoua et du grand récif du nord, les herbiers au sud et au nord de Petite Terre,
la baie de Bouéni et les passes marines majeures sont désormais protégés pour leur
valeur patrimoniale dans le cadre du plan de gestion du lagon (cf. Carte des espaces
protégés de l’île de Mayotte). La création d’un parc éolien offshore devra tenir compte
des espaces protégés sur lesquels aucune action ne doit être envisagée.
Photo de la Passe en “S” du lagon
Source : Malango-actualité.com
L’île de Mayotte présente de nombreuses zones de protections environnementales qui devront être étudiées au cas par cas
dans le cadre du développement d’un projet éolien.
En bref
Un patrimoine naturel de grande qualité, à préserver.
Trois milieux distincts permettant un grande diversité écologique.
Des contraintes environnementales à prendre en compte sur l’intégralité de l’île de Mayotte.
21
23
La méthodologie d’étude du
gisement éolien de l’île de Mayotte
L’installation des mâts de mesures
Pour mener à bien la campagne de mesures du vent, la société ENCIS Wind, à la demande du Conseil
Général de Mayotte et de l’Université d’Orléans, a implanté, sur les sites de Chirongui et Longoni, deux pylônes
haubanés de 40 m de hauteur, équipés d’instruments de mesures (deux anémomètres et une girouette de la marque
Thies). La mise en service des mâts a été faite en avril et mai 2007. La campagne a duré 10 mois à Chirongui et 13
mois à Longoni au cours desquels des mesures du vent ont été obtenues toutes les secondes. Ces dernières ont
ensuite été moyennées toutes les 10 minutes (voir le rapport de la campagne de mesures du vent).
Vue depuis le site d’implantation du mât de Longoni
Source : ENCIS Wind
Mât de mesures de Longoni
Source : ENCIS Wind
Situation desSituation
deux sites de
mesure,
Longoni
Chirongui.
des
deux
sitesetde
mesures
Source : ville de Mamoudzou.
de Longoni et Chirondi
Source : ENCIS Wind
Vue dpeuis le site d’implantation du mât de Chirongui
Source : ENCIS Wind
Anémomètre du mât de mesures de Chirongui
Source : ENCIS Wind
27
Corrélation avec la station de Pamandzi
Afin d’estimer le potentiel éolien de l’île de Mayotte, il est nécessaire d’extrapoler les données obtenues sur les mâts
de mesures à partir des données de Météo France, dans le temps et dans l’espace. La station la plus proche est celle de
l’aéroport de Pamandzi, c’est la seule station météorologique de Mayotte mesurant les vitesses de vent moyennes.
La méthode utilisée pour réaliser l’extrapolation des données repose sur la comparaison entre les moyennes
journalières des vitesses de vent enregistrées par les mâts de Chirongui et Longoni et celles de la station de référence de
3
Pamandzi .
Voici les différentes étapes réalisées :
- Les valeurs mesurées sur le site étudié et celles de la station météorologique sont corrélées : le coefficient de
corrélation - révélateur de la proximité du site et de la station en terme de conditions de vent - est calculé. Si celui-ci est
suffisamment élevé, la droite de régression reliant les données des mâts à celles de la station météorologique de Pamandzi
peut être tracée et son équation est calculée.
- Grâce à cette équation, nous pouvons alors réaliser l’extrapolation dans le temps des vitesses du vent relevées lors
de la campagne de mesures du vent : il suffit de prendre les mesures du vent enregistrées et de leur appliquer cette équation
pour obtenir les vitesses de vent qu’il y aurait eu sur les mâts de mesures lors de ces mêmes années.
- Enfin, à partir des valeurs de vitesse de vent mesurées (grâce aux deux anémomètres) et de leur hauteur de
mesures, nous pouvons déterminer un gradient d’élévation de la vitesse du vent qui nous permet d’extrapoler cette dernière à
une hauteur souhaitée, nous sommes ainsi capables d’estimer la vitesse du vent à 50 m.
Modélisation à l’échelle de l’île de Mayotte
Méthodologie de travail
Le potentiel éolien de Mayotte a été modélisé grâce aux données de vents des deux mâts de Longoni et Chirongui
et au logiciel WAsP. Développé par le RISO National Laboratory de Roskilde (Danemark), cet outil est un logiciel de référence
employé dans l’industrie éolienne. Il permet de modéliser les vitesses de vent en tout point d’une zone d’étude, en prenant en
compte sa topographie et sa rugosité. Il permet de modéliser la vitesse et l’orientation du vent à la hauteur souhaitée en tout
point du site étudié.
Dans un premier temps, à l’aide du logiciel WAsP Map Editor, nous avons numérisé la topographie et la rugosité de
l’île à l’aide des courbes topographiques, des cartes IGN ainsi que des photos aériennes.
Ensuite, les données de mesures des vents pour une période de temps assez élevée (au moins supérieure à un an
– dans notre cas, 10 ans) ont été intégrées dans WAsP Climate Analyst.
Enfin, lorsque toutes ces données – modélisations du terrain et des vents – ont été numérisées, nous les avons
intégrées dans le logiciel WAsP.
Ains, nous avons obtenu des cartes de potentiel éolien selon différentes classes de vent à partir des deux mâts de
mesures.
Enfin, nous avons estimé la marge d’incertitude selon la fiabilité des instruments de mesures, de la méthode de
corrélation et d’extrapolation ainsi que des outils logiciels.
Phase 2 :
Modélisation de la
rugosité
Phase 3 :
Préparation des
mesures de vent
Phase 1 :
Modélisation de la
topographie
Phase 4 :
Intégration et calculs
dans Wasp
Phase 5 :
Obtention des cartes
de potentiel éolien
Méthodologie de l’atlas éolien
3
La station de Météo France de Pamandzi nous a fourni les moyennes journalières de la vitesse du vent à dix mètres depuis le 1er janvier
1999 jusqu’au 31 juillet 2008.
28
Modélisation de la topographie
Dans un premier temps, nous avons
besoin de connaître la topographie du terrain.
A l’aide de l’outil Wasp Map Editor, nous
avons donc intégré les courbes de niveau
(pas de10 mètres) afin de les rentrer ensuite
dans le logiciel WAsP. Pour illustration, la
carte ci-contre présente la topographie de
l’île de Mayotte au niveau de Koungou.
Topographie du terrain, avec fond de carte IGN 1 : 25 000
Modélisation de la rugosité
Nous avons utilisé la table définie par les concepteurs du logiciel, pour
définir la rugosité des différents types de terrain observés sur l’île :
A des altitudes élevées, à environ 400 m
au-dessus du sol, l’influence de la surface du sol
sur l’écoulement du vent est pratiquement nulle. Par
contre, dans les couches d’air plus basses, la surface
du terrain influe énormément sur la vitesse du vent.
En règle générale, une rugosité forte freine
considérablement le vent. Par exemple, les forêts et
les bâtiments entraînent des turbulences, tandis qu’une
piste d’atterrissage en béton influe peu sur la vitesse
du vent. La surface de la mer a une rugosité encore
plus faible que les pistes d’atterrissage (environ 0), ce
qui fait qu’elle influe encore moins sur l’écoulement de
l’air.
Dans un second temps, les changements de
rugosité autour du site sont intégrés dans le logiciel.
Par défaut, WAsP définit la rugosité du site à 0,03 m.
La rugosité a été numérisée, à l’aide de l’outil de
WAsP Map Editor, à partir des fonds de carte IGN au
1 : 25 000 de l’île. Les photos aériennes – datées de
2003 – de la zone d’étude ont été également consultées
afin d’affiner nos informations sur l’occupation du sol.
La carte ci-contre présente un exemple de rugosité au
niveau de Labattoir et Dzaoudzi.
Rugosité (m)
Eau
Bois clair, broussailles
Palétuviers
Habitat
Plantations (cocotiers, bananiers…)
Forêt dense
0,0
0,1
0,3
0,4
0,6
0,8
Table de rugosité utilisée pour les calculs sous WAsP
Rugosité du terrain, avec fond de carte IGN 1 : 25 000
Modélisation du potentiel éolien de la zone
Nous avons modélisé le potentiel éolien de l’île de Mayotte à 50 m de hauteur avec les séries de données de vents
journalières de Longoni et Chirongui, corrigées à partir des données de la station météorologique de Pamandzi, pour la
période de 1999 à 2008. Ensuite, ce sont les données d’orientation des vents de la station météorologique de Pamandzi, plus
représentatives du contexte que celles des mâts de mesures, qui ont été intégrées dans la modélisation.
Marges d’incertitudes
La marge d’incertitude vient des sources suivantes :
• Les équipements de mesures, par la résolution du matériel lui-même mais celle-ci est très faible (inférieure
à plus ou moins 1 %).
• La corrélation et l’extrapolation des valeurs. L’année de mesures n’étant pas complète pour Chirongui, les
valeurs de Pamandzi ont été utilisées (inférieure à plus ou moins 10 %).
• Le logiciel WAsP, à l’origine d’erreurs de calcul faibles liées à la modélisation et aux incertitudes quant à la
rugosité du terrain (inférieure à plus ou moins 2 %).
La marge globale d’incertitude est donc de plus ou moins 13 %.
29
L’étude du gisement éolien
de l’île de Mayotte
Analyse globale
L’analyse des valeurs de vent
Variation annuelle de la vitesse du vent
Les variations des vitesse de vent au cours d’une année
peuvent être importantes. En effet, la variation entre les mois les
plus ventés (Mai, Juin, Juillet) et les moins ventés (Mars, Avril,
Octobre) est de l’ordre de 1,50 m/s.
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
e
br
em
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D
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ct
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Se
ût
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ille
Ju
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Ju
ai
M
ril
Av
s
ar
M
r
ie
vr
Fé r
e
vi
n
Ja
Les mois les plus ventés (les plus propices à
l’explotation éolienne) correspondent à l’hiver austral. C’est lors
de cette période que des alizés forts et réguliers balayent l’île de
Mayotte.
5,00
Vitesse de vents (en m/s, à 10 m)
L’histogramme ci-contre présente les valeurs de vent
par mois mesurées à la station météorologique de Pamandzi.
Ces valeurs sont des moyennes des mesures effectuées lors
des dix dernières années.
Moyennes mensuelles des vitesses de vent, station de Pamandzi
Orientation du vent
Le régime des vents sur l’île de Mayotte est très variable en fonction de la saison. En effet, comme nous l’avons vu
précédemment, on peut distinguer deux saisons principales :
- L’été austral, d’octobre à mars, correspond à la saison des pluies. Les températures sont supérieures à 30°C et le
taux d’humidité atteint 95%. Les vents dominants proviennent du Nord, les risques de cyclones ou de dépressions tropicales
sont importants. Le dernier cyclone en date est le cyclone Gafilo (du 7 au 10 mars 2004) , avec des vents de 100 à 150 km/h
(maximum de 340 km/h à Madagascar).
- L’hiver austral, d’avril à septembre, est la saison sèche et tempérée. Le taux d’humidité et les températures sont plus
faibles. Les vents dominants proviennent du Sud-Est.
Cependant, il existe également des périodes d’intersaison. Le tableau suivant rassemble les quatre saisons qui
existent sur l’île de Mayotte ainsi que l’orientation des vents correspondante.
Nom de la saison
Période de l’année
Provenance des vents
« Kashkasi » ou vent de
Mousson
Décembre-Mars
NNO-NNE
« Matulahi »
Avril-Mai
NNE-SSE
« Koussi » ou vent d’alizé
Juin-Septembre
SSE-SSO
« Mgnombéni »
Octobre-Novembre
SSO-NNO
Orientation des vents au cours d'une année sur l'île de Mayotte.
Source : Ibrahim BAHEDJA, Conseil Général de Mayotte.
Rose des vents du site de Pamandzi
du 8 octobre 2007 au 31 juillet 2008.
Source : ENCIS Wind.
33
Les cartes
Le potentiel éolien de l’île a donc pu être modélisé pour l’ensemble du territoire de Mayotte.
Les cartes présentées pages suivantes sont issues du logiciel WAsP. Elles ont été réalisées pour une hauteur de
50 m par rapport au sol et avec une résolution de 100 m. La première carte a été obtenue avec les données de Chirongui ;
la deuxième avec celles de Longoni. Les troisième et quatrième cartes présentent une synthèse en trois classes du potentiel
éolien de l’île de Mayotte.
De part la distance entre les différents points de l’île et les mâts de mesure, il sera judicieux de considérer le mât de
Chirongui pour le Sud de Mayotte et Longoni pour le Nord. Nous remarquons néanmoins de fortes similitudes sur l’île entre les
cartes obtenues.
Le potentiel éolien
Nous remarquons de grandes disparités sur le territoire de Mayotte qui sont en très grande partie liées aux influences
topographiques. En effet, les valeurs de vitesses de vent varient entre 1,5 et 7 m/s, à 50 m de hauteur. Nous avons différencié 3
types de classes avec :
- un fort potentiel éolien : pour des applications industrielles ;
- un potentiel modéré : pour de petites applications ;
- un faible potentiel : à exclure.
Un fort potentiel éolien : de 5 à 7 m/s
Les zones les plus ventées apparaissent essentiellement au niveau des reliefs et lignes de crêtes.
Pour la partie Nord de l’île, les vents les plus importants se situent au niveau de :
- Chissioua Mtsamboro et Hachiroungou, avec des vents de l’ordre de 5 à 7 m/s ;
- Mlima Dziani Bolé et Tsiraka Apondra, de 5 à 6,5 m/s ;
- la zone allant de Mlima Mtsapéré à Mlima Maévadoani, de 5 à 6 m/s ;
- Choungui, de 5 à 6 m/s.
Pour la partie Sud de l’île, les zones les plus favorables sont :
- la dorsale allant de Sada à Nyambadao, avec 5 à 7 m/s ;
- le secteur de Bouéni à la Pointe sazilé, en passant par les bourgs de Kani-Kéli, Choungui et Mbouini avec 5 à 7 m/s.
L’île de Petite Terre possède également un potentiel éolien avec des valeurs allant jusqu’à 6 m/s l’Ouest de Pamandzi.
Ce sont de très bons sites en terme de potentiel éolien, mais il est à noter que des paramètres autres que le vent sont à
prendre en compte pour l’implantation des futurs aérogénérateurs, comme, par exemple, l’accessibilité.
Un potentiel éolien modéré : de 3,5 à 5 m/s
Les zones où l’on observe des vitesses de vent entre 3,5 et 5 m/s présentent un potentiel éolien modéré. Ces secteurs
moyennement ventés se situent sur les côtes (3,5 à 4 m/s) ainsi qu’au large. Le gisement offshore est présent avec des valeurs de
4,5 m/s en moyenne. Les reliefs secondaires de l’île, d’altitude moyenne, affichent également des vitesses de vent moyennes.
Un faible potentiel éolien : inférieur à 3,5 m/s
Les zones les moins ventées représentent une grande partie du territoire. Elles regroupent les vallées et les zones à
l’abri des vents dominants, protégées par les reliefs, comme par exemple la baie de Bouéni ou les talwegs de l’Oua et Coconi,
entre Dembéni et Chiconi.
Nous remarquons de grandes variations essentiellement dues aux reliefs, avec des mesures de vents allant de 1,5 à
7 m/s. Les poches de fort potentiel éolien se situent principalement sur les reliefs. Elles recouvrent au total 14 km2, soit 3,7 %
du territoire. Bien que cela ne soit qu’une part minoritaire du territoire, ces zones peuvent néanmoins permettre la création
de nombreux parcs éoliens. Les secteurs où le gisement de vent est modéré (entre 3,5 et 5 m/s) représentent, eux, une part
importante du territoire (45 % des terres émergées). Ils ne sont pas à exclure car ils peuvent être valorisés pour de petites
applications de type pompage d’eau ou de petit éolien. L’offshore présente un potentiel, il s’agit donc d’approfondir les études. Le
reste de l’île, à l’intérieur des terres, présente un potentiel faible qui semble inadéquat pour le développement éolien.
En bref
Un potentiel certain à exploiter sur l’île de Mayotte.
Des zones à fort potentiel allant jusqu’à 7 m/s.
Un gisement offshore existant
34
35
37
39
41
Analyse par secteur
Après avoir abordé la répartition des vitesses de vents à l’échelle de l’île entière, il est intéressant d’observer cette
distribution plus en détail. Un mode de représentation différent de celui des cartes précédentes sera utilisé.
Les trois cartes suivantes présentent les isolignes de vitesses de vents (ou lignes de vitesses de vents continues),
obtenues grâce au logiciel Wasp. En outre, chacune d’entre elles aborde un secteur de l’île : le nord-ouest, le nord-est et le sud,
afin de rendre plus précise la lecture. Le découpage des trois secteurs est présenté dans la carte ci-dessous.
Réalisation : ENCIS Wind
Secteur nord-ouest
Secteur nord-est
Secteur sud
0
5 km
43
45
47
49
Analyse des zones favorables
La cartographie de la distribution des vitesses de vents a permis de mettre en exergue les zones considérées
comme favorables à l’implantation d’aérogénérateurs. Le critère de délimitation de ces zones correspond aux vitesses de vent
égales à 4,5 m/s (à une hauteur de 50 m/s). A partir de ce seuil, la production électrique est suffisante et adaptée au contexte
énergétique mahorais (prix de rachat de l’électricité et fiscalité). La production électrique dans cette valeur de vent équivaudrait,
par exemple, à un taux de 1 400 heures à pleine puissance d’une éolienne Vergnet de 1 MW, à 62 m de hauteur de moyeu.
La sélection de ces zones favorables a fait apparaître de multiples secteurs, qui, pour des raisons de présentation, ont
été regroupés en sept zones, localisées sur la carte ci-contre. Par la suite, chacune de celles-ci est présentée en détail grâce
aux éléments suivants :
- un taxon de localisation sur l’île
- un modèle numérique de terrain en trois dimensions avec une localisation des secteurs où le vent souffle en moyenne
à plus 4,5 m/s. Les zones bâties ont été rajoutées afin de percevoir les éventuelles contraintes liées aux habitations.
- une carte des contraintes environnementales et des activités humaines
- un résumé des caractéristiques de la zone (possibilité de raccordement électrique, contraintes techniques, etc .)
- une carte détaillée de la distribution des vitesses de vents ou carte des isolignes de vitesses de vents
Cette présentation permet une bonne approche de ces zones favorables, en mettant en évidence les meilleurs
potentiels éoliens de l’île et en listant les principales contraintes techniques et environnementales. Cependant, les porteurs de
projets devront analyser plus précisément la faisabilité pour chaque site éventuel.
51
53
55
57
59
61
63
65
67
69
71
73
75
77
La valorisation du gisement éolien
de l’île de Mayotte
La production d’électricité
L’intérêt de l’exploitation d’aérogénérateurs à Mayotte
Production d’électricité, lutte contre le changement climatique et effets socio-économiques
Selon les résultas obtenus à l’issue de l’étude du gisement éolien de Mayotte, il est possible d’estimer la production
d’un parc éolien implanté sur un site favorable de l’île.
Une ferme de 10 éoliennes installée dans une zone dont la vitesse de vent moyenne est équivalente à 5,5 m/s à 50 m
aurait une production d’électricité comprise entre 5 000 et 20 000 MWh selon le type de modèle et la puissance.
Voici trois cas de figure différents :
10 éoliennes GEV MP Vergnet de 275 kW
Puissance : 2,75 MW
Classe III
Hauteur de moyeu : 55 m
Production : 5 000 MWh
Nombre d’heures équivalant à pleine puissance : 1 800 h
Gaz à effet de serre évités : 3 500 tonnes de CO2
10 éoliennes GEV HP Vergnet de 1 MW
Puissance : 10 MW
Classe III
Hauteur de moyeu : 62 m
Production : 20 000 MWh
Nombre d’heures équivalant à pleine puissance : 2 000 h
Gaz à effet de serre évités : 14 000 tonnes de CO2
Eoliennes Vergnet 275 kW en Nouvelle Calédonie
10 éoliennes E 44 ENERCON de 900 kW
Puissance : 9 MW
Classe I
Hauteur de moyeu : 55 m
Production : 13 800 MWh
Nombre d’heures équivalant à pleine puissance : 1 500 h
Gaz à effet de serre évités : 9 700 tonnes de CO2
Ferme éolienne (mâts treillis) sur les crêtes de la
Nouvelle Calédonie.
81
Exemple :
La ferme éolienne de Sainte Suzanne à l’île de la Réunion se compose de quatorze aérogénérateurs de la marque
Vergnet de 275 kW. Ce parc, développé par AEROWATT, a représenté un coût global de 7 000 000 €. Il a été financé par la
compagnie Aérowatt à l’aide de subventions (Conseil Régional, fond FEDER) et de produits de défiscalisation.
La centrale de 3 850 kW permet de fournir 6 200 MWh/an et économise 1 400 tonnes de fioul. La construction et
l’exploitation des aérogénérateurs sont sources d’emploi pour le territoire (bureaux d’études, architectes, génie civil, génie
électrique, maintenance, personnel pour l’abaissement en cas de cyclone…).
Par ailleurs, la société d’exploitation reverse une taxe professionnelle importante à la collectivité locale.
Ferme éolienne de Sainte Suzanne
Île de la Réunion
Estimation du potentiel de la production d’électricité à Mayotte
Dans le cas de Mayotte, un seul parc d’une puissance de 10 MW installés pourrait permettre de produire plus de 10 %
de la demande en électricité de l’île en 2007.
Or, le potentiel éolien global de l’île de Mayotte est supérieur à 10 MW. Si l’on considère un scénario réaliste de
développement éolien en prenant en compte tout autant les ressources de vent que les principales contraintes techniques et
environnementales recensées dans le cadre de l’atlas éolien, il est envisageable que le territoire soit à même d’accueillir jusqu’à
50 MW, ce qui permettrait d’assurer plus de 40 % de la demande en électricité.
Bien sûr, ce potentiel théorique global est à confronter avec la réalité du terrain. Et le développement éolien fera
face à de multiples contraintes. Les porteurs de projet auront à étudier en détail l’ensemble des variables qui conditionnent
l’aboutissement d’un projet éolien telles que :
- l’accessibilité,
- la topographie,
- les servitudes d’utilité publiques,
- les sensibilités environnementales,
- la distance aux habitations,
- la propriété foncière
- ou les disponibilités de raccordement électrique.
Par ailleurs, comme tout milieu insulaire, le réseau électrique mahorais n’a pas, en l’état actuel des choses, la capacité
d’accueillir plus de 30 % de l’électricité produite à partir d’énergies renouvelables intermitentes (source EDM). Le développement
solaire photovoltaïque faisant déjà concurrence à l’énergie éolienne (10 MW de prévus pour 2009), le développement éolien
risquerait d’être limité par cette problématique si des solutions de stockage de l’énergie (barrages hydroélectriques, air comprimé,
batteries, pile à combustible…) ou de valorisation autre (alimentation d’une usine de désalinisation...) ne sont pas mises en
place.
82
Modèles d’éoliennes adaptés au territoire
Une recherche bibliographique a été effectuée afin de sélectionner les modèles d’éolienne qu’il serait possible
d’implanter sur Mayotte. Pour cela, plusieurs critères de sélection ont été pris en compte :
• La classe de l’éolienne :
La norme internationale IEC 61400-1 définit la classe des éoliennes en fonction des vitesses maximales de vent (à hauteur de
moyeu) que celles-ci sont en mesure de supporter :
o Classe I : 50 m/s, soit 180 km/h ;
o Classe II : 42,5 m/s, soit 153 km/h ;
o Classe III : 37,5 m/s, soit 135 km/h.
Mayotte se trouve à l’Ouest de l’Océan Indien, zone propice à la formation de cyclones. L’éolienne doit donc résister à de fortes
vitesses de vent. La vitesse maximale de vent enregistrée par la station Météo France de Pamandzi entre le mois de novembre
1984 et le mois de février 2008 est de 31 m/s à 10 m (en février 1985). Il sera donc nécessaire de sélectionner une éolienne
capable de résister aux phénomènes climatiques exceptionnels pour une implantation future à Mayotte.
• La productivité :
La vitesse du vent sur l’île de Mayotte est modérée mais elle peut aussi être très élevée lors des cyclones. Il est donc important
que les éoliennes commencent à fonctionner à de faibles vitesses de vent, et qu’elles s’arrêtent à des vitesses les plus
élevées possibles. Ainsi, la productivité de ces éoliennes sera maximale et le potentiel de Mayotte sera pleinement exploité. La
productivité des modèles d’éoliennes en fonction de la vitesse du vent est visible sur leur courbe de puissance.
• La problématique des transports :
De par son caractère insulaire, l’acheminement des éléments d’une éolienne doit se faire par la voie maritime. Le modèle
d’éolienne choisi devra donc être adapté à ce type de transport. De plus, le réseau routier est bien développé sur les côtes,
mais il l’est moins au centre de l’île. Ainsi, l’accès aux potentiels sites éoliens peut être difficile. C’est pourquoi il est, là encore,
important de se renseigner sur le mode de transport des éoliennes. Il existe des containers standard qui seront plus faciles à
acheminer sur les futurs parcs éoliens.
Ainsi, en tenant compte de toutes ces caractéristiques, deux modèles d’éolienne ont été sélectionnés comme étant
adaptés à l’île de Mayotte, ils sont décrits ci-après.
L’éolienne Vergnet GEV HP 1 MW
Un des modèles d’aérogénérateurs les plus adaptés pour l’île de Mayotte est celui du constructeur français Vergnet.
En effet, les éoliennes de ce fabricant ont la particularité d’être résistantes à des vents de plus de 300 km/h, ce qui est
indispensable pour les zones cycloniques comme Mayotte. Il existe pour l’instant un modèle d’éolienne de ce type, de moyenne
puissance (275 kW) qui est déjà très bien adapté aux conditions de Mayotte, et fin 2008 un nouveau modèle haute puissance
sera commercialisé, il s’agit de l’éolienne GEV HP 1 MW.
Voici les caractéristiques des trois parties composant cette éolienne :
• Le mât :
Il est haubané, c’est-à-dire soutenu par des câbles, et articulé à sa base. Ainsi, il est bien plus léger qu’un mât d’éolienne
conventionnelle. Il est disponible en version tubulaire ou en treillis. Il est monté sur le site grâce à un mécanisme d’élévation
intégré, ce qui évite d’utiliser une lourde grue, seule une grue de 50 à 90 tonnes est nécessaire. Les mâts se transportent dans
des containers conventionnels, donc acheminés sur les sites par des camions standard, ce qui facilite leur installation.
• Le rotor :
Il est composé d’une hélice bipale et d’un moyeu. Le fait que les éoliennes aient deux pales permet de les alléger et de faciliter
leur transport ainsi que la manœuvre d’abaissement jusqu’au sol en cas de cyclone. Le moyeu est oscillant, c’est-à-dire articulé
en son milieu, il peut donc s’adapter sans effort aux variations locales de vitesse de vent sur la surface de l’hélice, les efforts
sont alors dissipés.
• La nacelle :
Elle abrite les composants pneumatiques, mécaniques, électriques et électroniques. La nacelle est compacte et spécifiquement
conçue pour loger dans des containers standards.
Trois classes d’éoliennes sont disponibles, la plus adaptée à Mayotte étant la classe I.
L’éolienne GEV HP 1 MW est particulièrement adaptée aux zones cycloniques comme l’île de Mayotte, car il intègre un
système de protection contre les cyclones : le rotor et l’avant de la nacelle descendent jusqu’au sol, le mât restant droit, comme
cela est représenté sur la figure suivante.
83
Représentation du mécanisme d’abaissement du rotor de l’éolienne GEV HP 1 MW. Source : Vergnet.
Ce système breveté porte le nom de BirdlikeTM. Aucune grue n’est nécessaire pour cette manoeuvre. L’éolienne peut
alors résister à des cyclones de classe 5 (vents de vitesse supérieure à 249 km/h).
Caractéristiques techniques de l’éolienne GEV HP 1 MW. Source : Vergnet.
Courbe de puissance de l’éolienne GEV HP 1 MW. Source : Vergnet.
84
L’éolienne Enercon E44 de 900 kW
L’éolienne E44 de la marque Enercon a également des caractéristiques favorables pour une implantation sur l’île
de Mayotte. Tout d’abord, il s’agit d’une éolienne de classe I A, qui correspond à la classe d’éoliennes la plus résistante aux
fortes vitesses de vent. La classe A indique une bonne résistance aux turbulences, c’est-à-dire aux changements brusques
de la vitesse se produisant lorsque le vent rencontre un obstacle. Ces caractéristiques sont indispensables en cas de tempête
tropicale.
De plus, ce modèle d’éolienne est équipé d’un logiciel « storm control », qui permet de réduire le fonctionnement de
l’aérogénérateur en cas de fortes vitesses de vent plutôt que d’arrêter la machine, ce qui évite des pertes de rendement. Ainsi,
au lieu de s’arrêter lorsque le vent atteint 25 m/s (90 km/h), grâce à ce système elle continue de fonctionner jusqu’à une vitesse
de 28, voire 34 m/s (100 à 123 km/h).
Enfin, l’éolienne E44 démarre dès 2 m/s, contrairement à la plupart des modèles qui ne démarrent qu’à 4 m/s, ce qui
serait moins adapté dans le cas de Mayotte.
Caractéristiques techniques de l’éolienne E44. Source : Enercon
Courbe de puissance de l’éolienne Enercon E44. Source : Enercon.
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Le pompage de l’eau et la dessalinisation
Les besoins en eau potable à Mayotte ne cessent de croître et l’énergie éolienne peut permettre de répondre à cette demande
grâce à plusieurs procédés que sont :
• Les éoliennes de pompage : deux types de mécanismes disponibles.
Tout d’abord, l’éolienne de pompage classique, multipale, est reliée directement à une pompe à piston. Dans ce cas,
seule l’énergie mécanique produite à partir du vent est utilisée. Cependant, ce système impose que l’éolienne soit placée juste
au-dessus du puits, où les conditions de vent ne sont pas forcément optimales.
Un second mécanisme existe, celui-ci consiste à actionner la pompe grâce à un moteur, lui-même alimenté par un
aérogénérateur qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique.
Ces deux types d’éoliennes
peuvent être utilisées à Mayotte.
Cependant, la solution d’utiliser
un aérogénérateur qui produit
de l’électricité nous semble plus
avantageuse, notamment parce
que celui-ci peut être installé loin
du forage, ce qui permet de choisir
un site suffisamment venté.
Méthodes de pompage de l'eau à partir de l'énergie éolienne.
Source : Ecole Normale Supérieure de Cachan.
Remarque : l’alimentation électrique d’un moteur pour actionner la pompe peut aussi être réalisée grâce à des panneaux solaires
photovoltaïques.
• Les stations de dessalement alimentées par une éolienne.
Le fabricant allemand des éoliennes Enercon propose des stations de dessalement alimentées par une éolienne.
Celles-ci utilisent le principe de l’osmose inverse.
Ce principe est basé sur celui de l’osmose :
o L’osmose est un phénomène naturel observé au niveau des cellules vivantes et très utilisé en chimie. C’est
un phénomène de diffusion de l’eau à travers une membrane semi-perméable (les molécules d’eau peuvent passer à travers,
mais pas les molécules de sels).
Lorsque deux solutions salines de
concentrations différentes sont séparées
par une membrane, l’eau se diffuse à
travers celle-ci, de la solution la moins
concentrée en sels vers la solution la
plus concentrée en sels, afin d’atteindre
l’équilibre osmotique (figure ci-contre).
La concentration en sels est alors la
même de part et d’autre de la membrane.
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o L’osmose inverse est le même processus inversé.
Dans ce cas, une pression est exercée
sur l’eau salée, ce qui permet de faire
passer l’eau à travers la membrane,
alors que les sels restent dans le bassin
de départ, comme le montre la figure cicontre.
L’eau obtenue est donc pure.
L’eau de mer est préalablement filtrée et désinfectée grâce à des rayons UV.
A la suite de l’étape d’osmose inverse, l’eau salée restante est remise sous pression grâce à un système de pistons et
peut revenir dans le compartiment de désalinisation pour subir une nouvelle fois l’osmose inverse. C’est un système cyclique.
Une station de dessalement de ce type peut être alimentée par une éolienne ; si le vent n’est pas suffisamment fort,
la station peut être approvisionnée en électricité par le réseau, et si les vents sont au contraire très forts, le surplus d’énergie
peut être redirigé vers le réseau public d’électricité.
La figure ci-dessus présente les éléments
principaux d’une sation de dessalement :
1 : local de contrôle
2 : local de désalinisation (osmose inverse)
3 : local de stockage de l’eau
4 : local de prétraitement
Vue d’ensemble d’une station de dessalement Enercon
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Conclusion
La dépendance énergétique de l’île de Mayotte doit être contenue avant
que les tensions du marché de l’énergie n’entraînent une véritable crise de
l’approvisionnement en produits pétroliers, car les conséquences sur le système
électrique et socio-économique de Mayotte seraient immédiatement tangibles.
En cela, l’énergie éolienne peut apporter une partie de la solution. Au vu
du potentiel global de l’île qui peut théoriquement autoriser une production de
80 000 MWh annuellement (pour 50 MW installés), il devient utile de mettre en
oeuvre les moyens nécessaires à son développement.
Etant donné le tarif de rachat bonifié de l’électricité d’origine éolienne, il
est évident que les porteurs de projet vont s’intéresser de près à l’équipement
de l’île. Les autorités auront un rôle important à jouer dans le choix de zones
compatibles avec l’activité humaine, la protection des milieux naturels et des
paysages. Mais les premières installations éoliennes pourraient voir le jour d’ici
deux années.
Cependant, les capacités d’accueil du réseau électrique d’une énergie
intermitente sont limitées à environ 30 % de la production. A court terme, il sera
donc primordial de réfléchir à un système de stockage de l’électricité et de
renforcement du réseau actuel.
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Annuaire
Conseil Général de Mayotte
rue Hopital BP 101
97600 Mamoudzou
Tél : 02 69 64 90 00
Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME)
Les Hauts Vallons
Majicavo Lamir
97600 Mamoudzou
Tél : 02 69 62 36 32
Courriel : [email protected]
Électricité de Mayotte (EDM)
ZI Kaweni
97600 Mamoudzou
Tél : 02 69 61 44 44
Direction de l’équipement
Rue Hôpital
97600 Mamoudzou
Tél : 02 69 61 12 24
Direction Générale de l’Aviation Civile (DGAC)
Service de l’Aviation Civile Réunion, Mayotte et îles éparses
Aérodrome de Saint-Denis-Gillot - BP 12
97408 Saint-Denis cedex 9
Tél : 02 62 72 87 87
Direction de l’Agriculture et de la Forêt (DAF)
15, rue Mariazé
B.P. 103
97600 Mamoudzou
Tél : 02 69 61 12 13
Courriel : [email protected]
Conservatoire de l’espace littoral et des rivages lacustres
Route nationale
97670 Coconi
Tél : 02 69 62 31 06
Courriel : [email protected]
BRGM Antenne de Mayotte
Service géologique Régional Réunion
9, centre Amatoula
Z. I. Kawéni
97600 Mamoudzou
Tél : 02 69 61 28 13
Table des cartographies
Carte 1 : Espaces relatifs aux activités humaines de Mayotte........................................................ 19
Carte 2 : Espaces naturels protégés de l’île de Mayotte................................................................. 23
Carte 3 : Potentiel éolien de l’île de Mayotte (Chirongui)................................................................. 35
Carte 4 : Potentiel éolien de l’île de Mayotte (Longoni)................................................................... 37
Carte 5 : Classes de potentiels de vent de lîle de Mayotte (Chirongui)........................................... 39
Carte 6 : Classes de potentiels de vent de lîle de Mayotte (Longoni)............................................. 41
Carte 7 : Isolignes de vitesse de vent - Sectuer nord-ouest de l’île de Mayotte............................. 45
Carte 8 : Isolignes de vitesse de vent - Secteur nord-est de l’île de Mayotte ................................ 47
Carte 9 : Isolignes de vitesse de vent - Secteur sud de l’île de Mayotte......................................... 49
Carte 10 : Zone 1............................................................................................................................ 53
Carte 11 : Zone 1 - Isolignes des vitesses de vent......................................................................... 55
Carte 12 : Zone 2............................................................................................................................ 57
Carte 13 : Zone 2 - Isolignes des vitesses de vent......................................................................... 59
Carte 14 : Zone 3............................................................................................................................ 61
Carte 15 : Zone 4............................................................................................................................ 63
Carte 16 : Zone 4 - Isolignes des vitesses de vent......................................................................... 65
Carte 17 : Zone 5............................................................................................................................ 67
Carte 18 : Zone 5 - Isolignes des vitesses de vent......................................................................... 69
Carte 19 : Zone 6............................................................................................................................ 71
Carte 20 : Zone 6 - Isolignes des vitesses de vent......................................................................... 73
Carte 21 : Zone 7............................................................................................................................ 75
Carte 22 : Zone 7 - Isolignes des vitesses de vent......................................................................... 77