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terminal med europe

Comment s’appuyer sur les énergies renouvelables pour le raccordement des navires au réseau électrique ?

Pourquoi ce défi ?

Pourquoi

De par l’importance grandissante des problématiques énergétiques, mais aussi les contraintes imposées par les réglementations européennes au niveau environnemental, il est nécessaire pour les zones portuaires de diminuer les émissions de gaz à effet de serre et autres polluants (particules fines, oxydes d’azotes, etc.) dues à l’ensemble des activités maritimes. En particulier, augmenter la production locale d’énergies renouvelables et développer un système de branchement électrique à quai, de manière à minimiser la dépendance des navires aux combustibles fossiles, sont des pistes à explorer.  

Descriptif

Pour répondre à cette problématique, il est proposé d’étudier le couplage entre production photovoltaïque en autoconsommation et stockage d’énergie par batteries. Par l’intermédiaire d’un modèle numérique, le raccordement des navires pourrait être simulé. Une analyse de l’état du réseau et en particulier des phénomènes transitoires, pourrait alors permettre de faire émerger différents scénarios permettant de répondre à ce défi. Les résultats porteront sur des propositions concrètes sur l’architecture du système et les stratégies de pilotage à mettre en place. 

Exemple de situation

Les puissances soutirées lors du raccordement d’un navire à quai ne sont que difficilement prédictibles. Elles dépendent en effet de la taille et de la typologie du navire raccordé. Ces puissances peuvent donc varier considérablement jusqu’à une dizaine de MW. La solution développée doit permettre de répondre à ces appels de charge, tout en assurant la sécurité et la qualité d’approvisionnement.  

Bénéfices attendus

La solution développée doit permettre à la fois de maximiser la production locale et l’autoconsommation d’énergie renouvelable, et de réduire la dépendance aux combustibles fossiles d’une zone portuaire. En parallèle, la solution imaginée doit également permettre de minimiser les travaux de renforcement du réseau électrique.  

Expérimentation, ressources et co‑innovation

Périmètre

Le terrain d’expérimentation d’un tel défi sera celui du Grand Port Maritime de Marseille et plus particulièrement les bassins Est. Dans ce périmètre, des quais sont déjà équipés d’un certain nombre de branchements électriques situés à l’aval de transformateurs 20 kV / 11 kV, et il est envisagé un programme de déploiement de ces installations. 

Sur cette même zone, des hangars, entrepôts et parkings peuvent faire l’objet d’installations photovoltaïques pouvant atteindre plusieurs MWc. La production associée pourrait être directement injectée sur la boucle électrique 20 kV du GPMM.  

Compte tenu des aléas sur la courbe de charge, de l’intermittence des énergies renouvelables et du manque de simultanéité entre usages et production, il sera nécessaire de réviser l’architecture du système et d’améliorer sa conduite pour optimiser l’équilibre offre/demande. Plus spécifiquement, des batteries électriques pourraient permettre de répondre aux appels de charge, d’assurer la continuité et qualité du service et de maximiser la part d’énergie renouvelable autoconsommée.  

Dans un premier temps, le logiciel de simulation proposé étudiera plus particulièrement les variations dynamiques et effets transitoires sur le réseau (modulation en fréquence, harmoniques, courant de court-circuit, etc.), liés au raccordement des navires à quai. 

Grâce aux résultats de cette étude, différents modèles associant production renouvelable, stockage, mais aussi couplages entre usages, seront proposés. Chaque modèle doit permettre d’assurer la continuité, la qualité et la sécurité du service de raccordement, et ce en toutes circonstances. Une attention particulière sera portée sur l’intégration du stockage et sur l’optimisation économique du système global.  

Ressources mises à disposition : expertises techniques (EDF, GPMM, études et analyses existantes). 

Co-expérimentation

accompagnement spécifique et co-expérimentation entre l’entreprise sélectionnée, EDF et le GPMM. 

Profil de startup recherché

Pour répondre au défi proposé, l’entreprise sélectionnée devra posséder de réelles compétences dans les études de dimensionnement et d’analyse (statiques et dynamiques) des réseaux électriques (sources d’énergie, électronique de puissance, contrôle commande, régulation, etc.).

Des compétences en modélisation numérique pour l’analyse des phénomènes dynamiques et transitoires et pour les analyses « système » (électrotechnique, sources d’énergie, électronique de puissance et interfaces) sont également attendues. Enfin, un réel savoir-faire concernant le dimensionnement et le pilotage des systèmes de stockage s’avère nécessaire.