Hydraulique

Les gisements hydroélectriques en Guyane

L’abondance des cours d’eau et des précipitations en Guyane laisse entendre un gisement hydroélectrique très important. Toutefois, la Guyane étant un très ancien plateau continental érodé, les dénivelés sont faibles ; la puissance est donc limitée.

L’hydroélectricité est étudiée en Guyane depuis les années 1950. En 1997, l’ADEME a mené une vaste étude de gisements sur les principaux fleuves de Guyane, afin d’alimenter des communes et sites isolés. L’office de l’eau a depuis quelques années réétudié ces gisements, avec des méthodes de mesure moderne (altimétrie lidar) sur les fleuves Maroni et Mana.

Il existe plusieurs formes de production d’énergie hydroélectrique exploitables en Guyane :

  • les centrales au fil de l’eau ;
  • les grands barrages ;
  • les hydroliennes ;
  • les stations de transfert d’énergie par pompage.

Les centrales au fil de l’eau

Profitant d’un seuil naturel, éventuellement rehaussé d’un barrage, la retenue d’eau n’est pas très importante et son stock n’est pas ou peu exploité. Ainsi la production se fait en fonction du débit de la rivière.

Il est toutefois possible de jouer légèrement sur la retenue pour passer des pointes d’appel de puissance durant quelques heures ou apporter des services système au gestionnaire de réseau.

L’ADEME soutient le développement de centrales au fil de l’eau. Celui-ci est freiné par plusieurs raisons :

  • le besoin d’extension du réseau de transport d’électricité permettant de mobiliser les gisements de la Mana (9 MW), de l’Approuague (40 MW) ou encore du Maroni (10 MW) ;
  • la nécessité du régime de concession, géré par l’État, qui permet de sortir de la limite des 4,5 MW et propose des aménagements de plus faible impact sur l’environnement ;
  • le projet de grand barrage sur la Mana, dont la justification est toujours à faire, mais qui immobilise les actions sur ce fleuve ;
  • la « concurrence » à venir des projets de centrales photovoltaïques avec stockage de 50 MW, apportant une production d’électricité aussi garantie que l’hydroélectricité en consommant environ 10 fois moins de surface.

Il existe aujourd’hui deux centrales de ce type en Guyane :

  • Saut Mama Valentin sur la Mana (5,4 MW) ;
  • Saut Maripa sur l’Oyapock (1 MW), qui alimente Saint-Georges.

Deux autres centrales sont en projet : Saut Belle-étoile sur la Mana (5 MW) et Saut Sonelle sur l’Inini (3 MW), qui alimentera Maripasoula et Papaïchton.

Les grands barrages

Afin d’augmenter le dénivelé, la solution peut être de construire un barrage, mais le plateau de la Guyane étant très plat, la surface ennoyée est alors très importante. Ainsi, pour seulement 35 mètres de dénivelé, Petit Saut a ennoyé plus de 300 km², soit autant que la surface cultivée de la Guyane.

Au vu de son impact environnemental, non réversible, et de son bilan gaz à effet de serre, il n’est pas possible de considérer cette solution comme renouvelable (voir dans cette page le paragraphe « Une source d’énergie non renouvelable »).

Toutefois les grands barrages, par leur stock d’eau apportent des services très importants au système électrique. En effet, la retenue de Petit Saut est tellement vaste qu’elle stocke plusieurs mois de consommation d’électricité.

Les hydroliennes

Sortes d’éoliennes implantées dans la rivière ou en mer, les hydroliennes ne captent que la vitesse du courant.

EDF a expérimenté un prototype à Camopi, mais le site s’est avéré peu propice.

L’office de l’eau a étudié le gisement du Maroni. Comme les éoliennes, ces machines ont pour caractéristique d’avoir une puissance qui est proportionnelle au cube de la vitesse du courant. Ainsi la plupart des machines sont optimisées pour des courants de l’ordre de 3 mètres/seconde, alors que les courants de Guyane sont de l’ordre de 1,5 mètre/seconde, soit 2 fois moins. La puissance et donc l’énergie produite sont alors 8 fois moindres.

Il est probable que les difficultés à trouver un bon site, les contraintes d’implantation et d’entretien ainsi que la baisse des coûts du photovoltaïque aient rendus cette technologie non rentable pour les rivières de la Guyane : depuis 30 ans, aucun projet n’y a abouti.

Toutefois les progrès réalisés dans le monde peuvent laisser espérer l’émergence de cette filière en mer, avec de grandes machines à même d’alimenter en électricité le littoral.

Les Stations de transfert d’énergie par pompage (STEP)

Les STEP sont constitués de deux réservoirs, l’un haut, l’autre bas, permettant des transferts d’eau de l’un vers l’autre, grâce à une usine équipée de groupes réversibles (turbine/pompe).

Elles permettent de stocker de l’électricité lorsqu’elle est abondante, en pompant l’eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur, et permettent de restituer cette électricité lorsque celle-ci est plus rare en turbinant l’eau du bassin supérieur vers le bassin inférieur.

Si les besoins de stockage deviennent majeurs avec le développement du photovoltaïque, le faible dénivelé de la Guyane n’a pas permis d’identifier de sites propices, si ce n’est sur la crique Bellevue sur Maripasoula réalisée par l’Office de l’Eau.

Le bilan très contrasté du barrage de Petit Saut

Le barrage de Petit Saut a été mis en eau en 1995 par EDF Guyane. D’un dénivelé de 35 mètres, il produit en moyenne 450 gigawatts-heure (GWh), soit 50 % de l’électricité du territoire.

Biodiversité versus production

La surface ennoyée est très importante (310 à 350 km² selon les sources), ce qui représente une perte de biodiversité à mesure de celle-ci. 

Néanmoins, il offre une meilleure stabilité du réseau que dans les autres DOM et permet de suivre la « courbe de charge » (la demande d’énergie minute par minute) : en plus de passer la pointe de consommation du soir, il absorbe une partie de la pointe de production photovoltaïque du midi, jouant quelque part le rôle d’une STEP. Enfin il assure un rôle de secours en cas de défaillance d’un autre moyen de production.

L’impact des variations climatiques

Le climat très aléatoire de la Guyane entraîne des variations marquées de la production d’hydraulicité (de 350 GWh en 2009 à 530 GWh en 2012). Aujourd’hui les années de faible hydraulicité sont compensées par des moyens thermiques fossiles, renchérissant, dans une logique d’hybridation, le coût de la production hydraulique.

Une source d’énergie non renouvelable

Le bilan carbone, tout comme le bilan environnemental, ne permettent pas de classer le barrage du Petit Saut comme une énergie renouvelable. En effet, en raison de l’absence d’oxygène dans le fond de la retenue, le carbone du sol a été transformé par des bactéries en méthane (CH4), dont le pouvoir réchauffant est 25 fois plus élevé que le gaz carbonique (CO2).

Basé sur les données du Centre interprofessionnel technique d’études de la pollution atmosphérique (CITEPA), l’observatoire de l’énergie et du carbone Guyane énergie climat (GEC) a étudié en 2016 le bilan carbone de Petit Saut :

  • la production totale des émissions de Gaz à effet de serre (GES) sur la durée de vie du barrage (100 ans) est estimée à 358 milliers de tonnes de CO2 équivalent par an (ktCO2eq/an) ;
  • la production électrique théorique du barrage sur sa durée de vie estimée à 450 GWh/an ;
  • le facteur d’émission théorique obtenu est de 0,8 kg CO2eq/kWh, ce qui correspond au facteur d’émission d’une centrale diesel classique d’EDF dans les DOM.

Lire la note « Émission GES du barrage de Petit Saut » (PDF - 438.55 Ko)

L’impact sur le climat est dans les faits plus élevé : la plupart du relargage de carbone a eu lieu sur les premières années, comme le montre ci-dessous la courbe de l’observatoire GEC.

Évolution de la part des émissions de gaz à effet de serre du barrage de Petit Saut en Guyane (2016)

Évolution de la part des émissions du barrage de Petit Saut en Guyane (2016). Voir descriptif détaillé ci-après

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Télécharger le descriptif détaillé du graphique (PDF - 148.2 Ko)

Le carbone largué dans l’atmosphère influe aujourd’hui et demain sur le climat. Une centrale diesel, larguant tous les ans la même quantité de carbone n’influerait sur le climat qu’à mesure de ses émissions : à bilan carbone égal en moyenne sur 100 ans, l’impact est moindre. On notera que la biomasse, si elle est précédée d’une déforestation, peut présenter une courbe similaire avec un fort largage de carbone au début, et doit être étudiée de près.

Perspectives du développement de l’hydraulique en Guyane

La programmation pluriannuelle de l’énergie de 2017 prévoit l’implantation de centrales au fil de l’eau sur la Mana pour une puissance totale de 16 MW entre 2018 et 2023. L’objectif ne sera pas atteint, seul un site de 5 MW devrait voir le jour.

L’hydroélectricité devrait cependant servir les principaux bourgs isolés du Maroni et de l’Oyapock, avec :

  • la réfection de la centrale de Saut Maripa (1 MW) qui alimente Saint-Georges de l’Oyapock en complément d’une centrale biomasse de 3 MW en cours de construction ;
  • un projet en cours d’instruction de centrale de 3 MW sur l’Inini, permettant d’alimenter Maripasoula et Papaïchton. La production est toutefois marquée par une baisse en saison sèche, nécessitant un complément photovoltaïque, stockage et diesel ;
  • l’étude d’une centrale sur le Maroni au Mankaba Soula de plusieurs centaines de kW destinée à approvisionner Grand Santi en totalité ; le site pouvant produire plusieurs MW, la centrale serait évolutive en fonction des besoins et pourrait aussi permettre d’alimenter les mines proches.

Le tarif d’achat de l’électricité

L’énergie hydraulique bénéficie de tarif d’achat de l’électricité fixé par arrêté. Toutefois, ce tarif s’avérant insuffisant au vu des coûts de génie civil en Guyane (proportionnels au débit), les producteurs font le choix de négociations de gré à gré avec EDF et la Commission de régulation de l’énergie.

L’ADEME dispose d’une bibliographie volumineuse, principalement constituée par la campagne d’études de 1997, dont les rapports ont été scannés et sont à disposition des porteurs de projet.

Consulter la bibliographie ADEME (PDF - 378.44 Ko)

► L’Office de l’eau de la Guyane dispose d’études récentes, principalement sur le Maroni.

 

Quelques documents de référence