Partie commune 2I2D (Ingénierie, Innovation et Développement Durable)

Mise en situation

El Hierro est une île volcanique des Canaries, aux pentes abruptes et escarpées, façonnée par le vent et aux versants balayés en permanence par celui-ci. D’une surface de 278 km², elle est peuplée de 10 700 habitants et reçoit environ 2 500 touristes par mois.

Avec la profondeur des fonds sous-marins autour et même entre les îles des Canaries, El Hierro est totalement isolée d’un point de vue électrique.

La consommation annuelle de l’île est de 42 GW∙h avec des appels de puissance variant de 2,5 à 7,5 MW.

Jusqu’en 2014, la production électrique était intégralement assurée par une centrale thermique fonctionnant au diesel. Depuis juin 2014, une station hydro-éolienne a été implantée pour réduire la dépendance de l’île au diesel importé.

Ce site de production d’électricité renouvelable comprend un parc éolien constitué de cinq éoliennes et une centrale hydroélectrique qui tire profit du dénivelé rapide de l’île volcanique. En effet, deux réservoirs de rétention d’eau ont été creusés pour alimenter la centrale. Le réservoir supérieur est rempli grâce à des pompes qui remontent l’eau du réservoir inférieur. C’est un système de Station de Transfert d’Energie par Pompage (STEP).

Travail demandé

Partie 1 – Pourquoi la station hydro-éolienne s’inscrit-elle dans une démarche de développement durable ?

Partie 2 – La centrale hydroélectrique de la station répond-t-elle aux appels de puissance électrique de l’île ?

Partie 3 – La station hydro-éolienne permet-elle d’atteindre les objectifs fixés par les exploitants ?

Partie 4 – La technologie V2G peut-elle répondre à l’accroissement de l’autonomie énergétique de l’île ?

Partie 5 - Comment le système d’information permet-il la supervision du parc éolien ?

Partie enseignement de spécialité EE (Energies et Environnement)

Mise en situation

Les solutions technologiques de la station hydro-éolienne de l’ile d’El Hierro sont :

- le parc éolien ;

- la centrale hydroélectrique qui tire profit du dénivelé rapide de l’île volcanique. En effet, deux bassins de rétention d’eau ont été creusés : le réservoir amont est rempli grâce à des pompes qui remontent l’eau de l’aval. C’est un système de Station de transfert d’énergie par pompage ;

- le véhicule-réseau (V2G), un concept d'exploitation des véhicules électriques à prise dédié à l’équilibre du réseau électrique. Grâce à la réversibilité des batteries, ces véhicules peuvent stocker de l'énergie temporairement et la restituer au réseau lorsque cela est nécessaire. La récupération d’énergie s’effectue lors des phases de décélération rapide ou de descente, en fonction du profil de la route.

Travail demandé

Partie A – Comment valider les solutions techniques en turbinage et en pompage de la centrale hydroélectrique ?

Partie B – Comment caractériser la réversibilité de la chaîne de puissance d’un véhicule électrique lors d’un trajet urbain tout en évitant une décharge profonde de sa batterie ?