Lac de Neuchâtel (Suisse) : 3 îles couvertes de panneaux solaires

Deux compagnies ont annoncé jeudi dernier vouloir implanter sur le plus grand lac suisse – lac de Neuchâtel – trois îles couvertes de panneaux solaires photovoltaïques et cela dans le cadre d’un projet de recherche.

Viteos, une société énergétique suisse et son compatriote Nolaris se sont en effet associés pour réaliser de véritables laboratoires flottants, le but premier n’étant pas de produire de l’électricité à grande échelle. Ces plateformes flotteront au large de la station d’épuration (STEP), à proximité des centres de recherche et de formation neuchâtelois.

A l’aide d’un investissement évalué à plus de 100 millions de francs suisses (soit 80 ME), Viteos vise plusieurs objectifs :

– augmenter sa propre production de plus de 80 millions de kilowattheures en 10 ans,
– privilégier les énergies renouvelables primaires (eau, soleil et vent),
– réaliser des unités de production régionales.

Afin d’y parvenir, Viteos a défini plusieurs projets innovants, portant sur la production, mais aussi sur l’utilisation plus rationnelle et l’économie des énergies. Les investissements consentis par Viteos devraient permettre d’augmenter sa production d’électricité à partir de renouvelables de plus de 150% sur 10 ans.

L’objectif particulier de Viteos dans le projet des îles solaires consiste prioritairement à tester de nouvelles manières de produire du courant par effet photovoltaïque. "Il s’agit aussi d’améliorer les solutions mécaniques, de tester les effets de l’humidité, de l’érosion, du vent, des vagues et même de la neige et du gel sur ce type de construction" a précisé Philippe Burri, directeur technique de Viteos.

Véritable banc de test multidisciplinaire pour l’ensemble des milieux techniques et universitaires du canton de Neuchâtel, cet ensemble évolutif permettra de démontrer l’efficacité de ce principe, qui pourra être adapté à d’autres technologies solaires (photovoltaïque concentré, avec ou sans cogénération électricité-chaleur, entre autres), en différents endroits (bassins dans des stations d’épuration [STEP], réservoirs, par exemple). L’objectif n’est donc pas de produire des kilowattheures en masse ou au meilleur prix, mais de chercher des alternatives originales et innovantes au déploiement de panneaux solaires.

Objectifs et particularités de l’innovation

Le projet consiste à placer sur le lac de Neuchâtel 3 plateformes (îles) de 25 mètres de diamètre et portant 100 capteurs photovoltaïques chacune. Elles sont dotées d’un mécanisme leur permettant de suivre le mouvement du soleil (l’île tourne de 220° dans le sens du soleil dans la journée et retourne en position initiale pendant la nuit). Elles doivent être implantées obligatoirement sur une surface d’eau, afin d’augmenter l’efficacité de leur mécanisme de rotation en fonction de la moindre résistance offerte par l’eau.

Les plateformes sont posées sur un support en PVC-PU (PVC – polyuréthane) entouré d’un boudin gonflé à l’air comprimé, lequel est composé de plusieurs compartiments indépendants les uns des autres. 100 panneaux solaires seront adossés l’un à l’autre à 45° d’inclinaison en lignes successives sur chaque plateforme et fixés solidement à une armature en fibre de verre, elle-même stabilisée sur un support en néoprène. La plateforme tournante de l’île est posée sur une membrane étanche reposant sur un coussin d’air en légère surpression. Pour des questions de réduction de coûts, de facilité et de rapidité de montage, et aussi de recyclage et/ou d’élimination en fin de vie, une structure gonflable plutôt qu’une structure rigide a été choisie. Nettement plus légère, la structure gonflable présente un impact écologique moindre (plus faible quantité de matière à produire, à transporter, à recycler ou à éliminer).

Des mesures particulières de sécurité des installations ont été prévues, telles que arrêt automatique des moteurs de rotation en cas de mauvais temps, résistance à un surpoids dû à une couverture de glace, illumination durant la nuit ou en cas de brume, entre autres.

Les îles seront installées devant la sortie de la STEP de Neuchâtel, dans la zone riveraine intérieure de 150 m depuis la rive. Cette zone est interdite à la navigation, ce qui évitera tout contact avec les bateaux. Les îles seront arrimées à des corps morts (blocs de béton posés au fond du lac) par des câbles. Elles seront aussi reliées à la rive par des câbles, puis raccordées au réseau de distribution électrique de Viteos par des onduleurs.

Etant donné la proximité des centres neuchâtelois de formation et de recherche (EPFL/IMT, CPLN/ET, etc.), le projet vise également à développer un pôle de compétence dans la technicité de la mécanique, des tests d’érosion et de mise en situation naturelle (vent, pluie, givre, etc.) et des essais de production d’énergie photovoltaïque. Chacune des îles est indépendante et peut fonctionner et produire de l’électricité sans les deux autres (condition nécessaire en cas de réparation ou de maintenance, voire de test de deux scénarios différents en parallèle). Un grand nombre de récepteurs solaires différents peuvent être installés sur les îles solaires. Le professeur Baillif de l’Institut de Microtechnique de l’EPFL est déjà intéressé à équiper l’une des plateformes avec des cellules solaires de nouvelle génération, dont certaines sont mises au point par son laboratoire de Neuchâtel.

Les trois îles seront montées dans le port de Neuchâtel entre mai et août 2013, puis halées à leur emplacement final devant la STEP, pour être mises en exploitation entre fin 2013 et début 2014. Elles devraient rester en activité durant 25 ans, puis seront démontées.

Intégration des îles solaires dans l’environnement

Le quartier où elles seront installées abrite déjà une douzaine d’autres projets d’énergie renouvelable. Ces îles participeront donc aussi à la carte de visite du canton de Neuchâtel, centre de recherche et d’application des technologies vertes.

Selon l’étude d’impact, ce projet n’a pas d’incidence sur les caractéristiques physiques, géologiques et les courants du lac vu la faible surface occupée par les trois îles. Il n’induit pas de changement de température significatif, ni de diminution de la population planctonique. Seule l’ombre projetée sur l’eau pourrait avoir une influence, insignifiante toutefois vu la très faible surface occupée. Il n’a pas non plus d’influence négative sur les poissons ou leurs conditions de frai et par conséquent, sur la pêche.

Les îles solaires ne produisent pas de poussière ou d’autre substance organique, inorganique ou cancérigène. Le système utilise de l’air comprimé qui, même en cas d’échappement, ne produit pas de substance polluante. Il n’y a pas de production directe de CO2 et de gaz à effet de serre, ni d’atteinte à la couche d’ozone.

Le choix de leur emplacement est basé sur différents critères :

– proximité du pôle d’énergie solaire (EPFL/IMT, CPLN/ET, etc.) et des grandes centrales de production d’énergie d’origine renouvelable
– embouchure de la STEP (lieu peu propice à la baignade ou à la pêche)
– dans une zone interdite à la navigation
– dans un quartier d’installations techniques (zone portuaire, STEP, installations sportives)

Par ailleurs, la consommation d’électricité du projet « freecooling » mené en parallèle par Viteos afin d’assurer le refroidissement d’installations techniques et de bâtiments (hôpital Pourtalès, CSEM, Microcity, CPLN) par l’eau du lac sera couverte à 49% par la production des trois îles solaires.

Dans 25 ans, les îles seront démontées. Grâce au choix de matériaux recyclables, une grande partie des éléments les composant seront retraités (panneaux solaires, structure, notamment). Le site reprendra son aspect original dès que les îles auront été retirées.