Le Plan solaire Méditerranéen a pour objectif le développement d’une production de masse d’énergies renouvelables électriques dans le pourtour méditerranéen. Cette perspective mobilisant tous les pays membres de l’Union pour la Méditerranée s’inscrit dans l’objectif de la construction d’une nouvelle solidarité en Méditerranée, de diversification des approvisionnements énergétiques de l’Europe, d’accroissement de la part des énergies renouvelables dans le bilan énergétique requis par la politique européenne de l’Energie et du Climat. La production de l’électricité renouvelable et son transport doivent être développés simultanément. La valorisation des énergies renouvelable nécessite un réseau électrique pour les collecter, les transporter et les livrer aux zones géographiques de leur utilisation. La production de masse des énergies renouvelables en particulier lorsqu’elles sont générées sur des sites distants des zones de consommation suscite un intérêt croissant pour le courant continu. C’est pourquoi Transgreen se propose d’étudier la faisabilité d’un projet de transport à courant continu sur longue distance reliant les sites de production et de consommation d’énergie renouvelables envisagées dans le cadre du Plan Solaire Méditerranéen. Cette étude englobe les aspects techniques, industriels, économiques, financiers, règlementaires et institutionnels.

1. PROJET
Rapport
- au Ministre d'Etat, Ministre de l'Ecologie, de l'Energie, du Développement
durable et de la Mer,
- au Ministre chargé de l’Industrie, !
- au Secrétaire d'Etat chargé des Affaires européennes,
!
!
Transgreen initiative
Une initiative française pour un réseau transeuropéen et
transméditerranéen de transport d’électricité dans le cadre du
Plan solaire méditerranéen
03 février 2010

2. 2/28

3. Transgreen initiative
Mission confiée à Christian Stoffaës, RTE
Rapporteur : Hervé Pouliquen, Centre d’analyse stratégique
3/28

4. 4/28

5. SOMMAIRE
INTRODUCTION .........................................................................................................7
1 TRANSGREEN : UN ENJEU STRATEGIQUE POUR LE DEVELOPPEMENT
DES GRANDES TECHNOLOGIES DE PRODUCTION ET DE TRANSPORT DE
L’ELECTRICITE RENOUVELABLE ....................................................................8
1.1 Le transport d’électricité, vecteur du Plan solaire méditerranéen.............................8
1.2 La technologie de transport à courant continu........................................................10
1.3 Un enjeu industriel pour l’Europe qui doit développer des projets sur son territoire
pour garder l’avance technologique .......................................................................12
1.4 Vers de nouveaux marchés de l’électricité renouvelable........................................14
1.5 Ordre de grandeur des coûts économiques ...........................................................15
2 CADRAGE ECONOMIQUE ET PROSPECTIF ..................................................16
2.1 Contexte de l’étude : l’initiative Transgreen est une opportunité concrète pour
avancer vers différents objectifs .............................................................................16
2.2 Axes de l’étude : la France doit proposer ses propres concepts ............................17
2.3 Proposition de groupe de travail .............................................................................18
3 MISE EN PLACE DU CONSORTIUM TRANSGREEN INITIATIVE...................19
3.1 Principe...................................................................................................................19
3.2 Estimation du budget industriel d’études pour Transgreen ....................................19
4 REFERENCES INTERNATIONALES ................................................................21
4.1 Une mobilisation de l’Europe du nord pour développer le marché de l’électricité et
l’éolien offshore ......................................................................................................21
4.1.1 De nouvelles visions nationales pour l’Europe de l’électricité renouvelable ................... 22
4.1.2 Les études de faisabilités européennes .......................................................................... 23
4.1.3 Les projets européens ..................................................................................................... 24
4.2 Etats-Unis : les projets "Green power superhighways" ..........................................24
5 AXES D’ACTIONS IMMEDIATES .....................................................................26
ANNEXE 1 : LETTRE DE MISSION .........................................................................27
5/28

6. 6/28

7. INTRODUCTION
Le développement des énergies renouvelables dans les pays du sud et de l’est de la
Méditerranée constitue une des priorités phares de L’UNION POUR LA MEDITERRANEE. Il s’agit
de contribuer à la lutte contre le changement climatique, de mettre en place une véritable
stratégie de co-développement, et de contribuer au développement stratégique des grandes
technologies de production et de transport de l’électricité renouvelable.
Dans ce contexte, le PLAN SOLAIRE MEDITERRANEEN, lancé le 22 novembre 2008 à Paris, vise
à construire, à l’horizon 2020, 20 GW de capacités additionnelles de production d’électricité
bas carbone, et notamment solaire, dans les pays du pourtour méditerranéen. L’essentielle
de l’électricité produite sera consommée sur le marché local. Afin d’assurer la rentabilité des
projets, une partie de la production serait exportée vers l’Union européenne.
Le projet DESERTEC basé sur la création d’un bureau d’études essentiellement allemandes
devrait, d’ici 3 ans, réaliser un master plan centré sur la production d’électricité pour atteindre
à l’horizon 2050, l’équivalent de 15% des besoins d’électricité européens en réalisant de très
grands projets (au dessus de 1 GW).
Pour valoriser la production d’électricité, il faut également envisager une dynamique
concernant son transport. L’acheminement de l’électricité verte produite et collectée pour
être transportée vers l’Europe nécessite la réalisation d’importants investissements dans les
infrastructures et les interconnexions (pour le moment seul le lien entre le Maroc et
l’Espagne est utilisable). L’usage du courant continu est une option qui commence à être
sérieusement envisagée comme une solution d’avenir à généraliser pour le transport des
énergies renouvelables depuis les fermes éoliennes de grande taille et les centrales solaires
jusqu’aux centres de consommations qui en sont souvent éloignés.
L’initiative TRANSGREEN s’impose pour la France car, d’une part son industrie figure parmi les
leaders mondiaux dans les technologies et l’exploitation des grands réseaux électriques et,
d’autre part elle a l’ambition de se développer sur les marchés d’avenir de l’électricité
d’origine renouvelable.
Au travers de la création d’un consortium industriel, TRANSGREEN INITIATIVE a pour objet
d’étudier la faisabilité de la construction et de l’exploitation d’un réseau de transport à
courant continu à haute tension transeuropéen et transméditerranéen pour la collecte et le
transport à grande distance des énergies renouvelables, en premier lieu l’énergie solaire du
PLAN SOLAIRE MEDITERRANNEEN. Les questions soulevées concernent des champs multiples,
techniques, économiques, financiers, juridiques et administratifs.
7/28

8. 1 Transgreen : un enjeu stratégique pour le développement des
grandes technologies de production et de transport de
l’électricité renouvelable
1.1 Le transport d’électricité, vecteur du Plan solaire méditerranéen
Le XXIème siècle va connaître une grande transition énergétique vers l’économie
dé carbonée. Alors que le bilan énergétique mondial est actuellement encore largement
dominé par le pétrole et le gaz et par le charbon, les hydrocarbures épuisent vite leurs
gisements les plus accessibles, le charbon pollue gravement.
Toutes les études prospectives confirment que les besoins énergétiques considérables dont
va avoir besoin la planète dans les prochaines décennies, nécessitent le recours à toutes les
sources d’énergie.
L’électricité constitue un vecteur d’énergie d’une grande qualité, d’usage souple et non
polluant. La production d’électricité a une croissance tendancielle supérieure à celle des
autres énergies, de l’ordre de 2,5 %/an dans le monde alors que les énergies fossiles
progressent autour de 1 à 1,5 %. Les énergies renouvelables, éolien, solaire, produisent de
l’électricité. Les progrès en matière d’efficacité énergétique sont souvent obtenus en
substituant des procédés thermiques (pétrole, gaz) par des procédés électriques. L’électricité
est donc un levier important d’action pour exploiter l’immense gisement d’économies
d’énergies.
Alors que le XXIème siècle verra la disparition de l’utilisation massive des hydrocarbures, du
pétrole, du gaz, ce siècle devrait être celui d’importantes substitutions vers l’électricité.
Cette vision va nécessiter une mobilisation des électriciens sur le futur rôle de
l’électricité, c'est-à-dire les nouveaux moyens pour produire l’électricité dé carbonée
et la transporter au travers des continents.
L’axe stratégique est celui du vecteur électricité et du développement de ses modes de
production, de stockage, de transport et de ses applications finales (dans les secteurs
industrie, transport, bâtiment).
Les politiques énergétiques auront besoin de ce vecteur énergétique,
- d’une part au plan européen pour atteindre les objectifs de la politique énergétique
européenne du paquet énergie climat à 2020 : - 20 % de GES, une part de 20 %
d’énergies renouvelables dans la consommation finale, 20 % d’économies d’énergie.
- d’autre part au plan méditerranéen pour promouvoir le développement économique
des pays de la rive sud au travers d’investissements dans de grandes infrastructures
de production et de transport d’électricité, ainsi que dans le développement de
nombreux usages.
Il est important que l’industrie, les compagnies d’électricité et les constructeurs de matériels
se mobilisent autour de projets d’avenir à fort contenu de Recherche développement pour
montrer concrètement les opportunités des technologies électriques et développer les
marchés.
Les projets à grande échelle sont l’occasion de réunir les différentes parties prenantes
autour d’objectifs ambitieux technologiques, industriels et sociétaux. Ils permettent de
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9. construire l’ensemble des solutions nécessaire à la diffusion des technologies. Ils
constitueraient des vitrines uniques et hautement visibles pour le développement des filières
à l’international.
L’électricité produite à partir des énergies renouvelables aura une part significative du mix
électrique à l’horizon 2030 – 2050. Un marché très important est en gestation, en face
duquel il faut présenter une offre cohérente associant, d’une part de nouveaux réseaux de
transport à courant continu très haute tension, et d’autre part des champs d’éoliennes de très
grandes puissances déployés offshore et une nouvelle génération de centrales solaires dans
les espaces désertiques hautement ensoleillés.
A ce titre, le Plan solaire méditerranéen constitue un pilier essentiel de la transition vers
l’économie dé carbonée. Il est une opportunité unique de réunir les chercheurs, les
industriels et le politique autour de projets à fortes perspectives. Ce sont les investisseurs et
les industriels qui donneront corps et crédit au PSM.
Transgreen, transméditerranéen et transeuropéen est une initiative clé qui apportera les
bénéfices des grands réseaux :
- Elle amorcera les projets de centrales solaires qui bénéficieront d’un débouché sur
les différents marchés de l’électricité permettant la rentabilité des investissements ;
- Elle permettra la création d’un marché du Sud de l’électricité et plus
spécifiquement d’un marché nouveau des renouvelables ; suivant l’exemple des
pionniers du Nord qui créèrent Nord pool il y a 20 ans et qui désormais se
mobilisent sur des plans de développement massif de l’éolien offshore.
- Elle donnera l’opportunité de relancer les industries électrotechniques des pays
européens directement concernés, la France, l’Italie et l’Espagne sur des projets
hautement technologiques pour rattraper un retard partiel sur les entreprises
allemandes et suédoises et rester dans la course des nouveaux marchés
internationaux.
- Elle pourra contribuer à soulager le système électrique européen qui voit ses
marges de sécurité se réduire avec l’augmentation régulière des consommations
d’électricité.
Les objectifs du PSM à 2020 sont de produire 20 GW d’électricité solaire sur le pourtour
méditerranéen. Une partie de la production sera distribuée pour la consommation locale
(15 GW). L’autre partie sera destinée à l’exportation (5 GW). Ce partage devrait permettre de
bénéficier du niveau des tarifs de rachat européen pour contribuer à la rentabilité des projets.
A long terme, Le PSM vise un objectif de 100 GW, c'est-à-dire environ 15% de la capacité de
production électricité de l’UE, ou l’équivalent de la production éolienne offshore.
Transgreen initiative a donc pour objet :
- d’étudier la faisabilité d’un réseau de transmission transeuropéen et
transméditerranéen à grande distance des énergies renouvelables du Plan Solaire
Méditerranéen (PSM);
- de préparer un schéma directeur (Master Plan) pour les investisseurs, les
constructeurs et les exploitants, de lignes de transports marchandes
transeuropéennes et transméditerranéennes.
La figure 1 présente un scénario de principe de Transgreen.
9/28

10. Figure 1 : Scénario du projet Transgreen
Etats-membres de l’Union
européenne (2009) TRANSGREEN
Union pour la méditerranée,
pays concernés en premier
lieu par le PSM
Centrales du PSM
Tronçons existants :
IFA 2000, SACOI
Tronçon en
projet : Inelfe
Champs
du Nord
PSM
Lignes de transport pour le PSM Lignes de transport utiles au PSM Distribution locale
(Source CAS)
1.2 La technologie de transport à courant continu
a) Les lignes de transport haute tension à courant continu (TCCHT) ont de nombreux
avantages sur les lignes en alternatif : des pertes réduites sur longues distances, une
emprise au sol 5 fois plus faible, des facilités d’enfouissement en sous-marin et sur sites
sensibles, des radiations électromagnétiques moindres, une meilleure capacité à tenir les
surcharges.
b) Les stations de conversion continu - alternatif sont nécessaires pour se raccorder au
système de transport en alternatif ; elles pénalisent le recours au continu pour de faibles
distances (figure 2), compte tenu des coûts des convertisseurs qui utilisent des
composants semi-conducteurs de forte puissance encore onéreux.
La technologie classique de convertisseurs à commutation par le réseau (thyristors)
présente l’avantage de pertes réduites (2,5%) dues à la commutation naturelle des
composants. En revanche, les commutations sont sensibles aux défauts du réseau
alternatif, les filtres sont encombrants et parfois difficiles à régler. Cette technologie
convient bien pour de très fortes puissances.
Les nouvelles technologies de semi conducteurs (IGBT, GTO) permettent de construire
des convertisseurs à commutations commandées (onduleur de tension1), capable de
1
Technlogie VSC : Voltage source converter
10/28

11. contrôler indépendamment la puissance active et la puissance réactive ; ils ont moins
encombrants, moins sensibles aux perturbations du réseau. Les pertes de commutations
sont plus élevées (4%) d’autant plus que la fréquence de commutation augmente, ce qui
limite cette technologie aujourd’hui à la moyenne puissance. Siemens et ABB sont en
avance au plan industriel sur ces technologies. Toutefois, des progrès sont possibles
dans le champ des techniques de commutation douce. La France a des équipes de
recherche en électronique de puissance qui permettraient de revenir à niveau.
Cette question de la maîtrise des performances et des coûts des convertisseurs est
stratégique pour les systèmes futurs de transport à courant continu haute tension.
c) La technologie du transport à courant continu trouve tout son intérêt lorsqu’il faut enfouir
les lignes ou franchir des bras de mer. La figure 3 illustre les avantages en terme
d’efficacité et de coût des câbles sous-marins en continu.
Figure 2 : Répartition des coûts entre l’alternatif et le continu
Figure 3 : Efficacité et investissement comparés des câbles continus et alternatifs
(Source ABB)
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12. La technologie du continu nécessite donc de nouveaux efforts de R&D et des
démonstrateurs pour surmonter les défis suivants :
Stations de conversion
- montée en ultra haute tension (supérieur à 1000 kV) qui demande une grande
maîtrise de l’isolation de tous les équipements (transformateurs, valves, …) ;
- montée en forte puissance (supérieur à 1000 MW) ;
- optimisation de pertes des convertisseurs de puissance à commutation forcée ;
- réduction des coûts dans les nouvelles conditions très forte puissance et ultra haute
tension, en particulier pour les stations de conversion.
Réseaux
- maîtrise des défauts par des disjoncteurs de protection en continu forte puissance et
haute tension ;
- passage de liaisons point à point à des réseaux maillés.
Câbles
- réduction des coûts par les câbles synthétiques.
1.3 Un enjeu industriel pour l’Europe qui doit développer des projets sur son
territoire pour garder l’avance technologique
La capacité totale des installations en continu atteint 70.000 MW répartis dans plus de 90
projets dans le monde d’environ 100 MW à 3000 MW. Les réseaux dénommés encore
« supergrids » se multiplient rapidement en Chine, en Inde, en Afrique du Sud, au Brésil ;
des perspectives s’ouvrent aux Etats-Unis et en Europe avec les renouvelables et les
besoins de renforcement des grands réseaux dans le cadre des programmes « smart
grids ».
Trois entreprises européennes se partagent le marché : ABB, Siemens et Alstom (après
reprise d’Areva T&D). La France n’est pas au premier rang technologique. Les industriels
allemands (ABB, Siemens), champions du continu poussent de tels projets (cf. l’initiative DII,
Désertec industrial initiative) s’estimant plus avancés techniquement et plus compétitifs. Mais
Alstom et Areva T&D ne sont pas distancés, en témoigne par exemple le projet remporté
récemment au Brésil. Ils peuvent rester à niveau et s’armer pour le marché à venir en
participant à son amorçage dans le cadre d’un grand projet européen coopératif.
Les trois principaux constructeurs mondiaux ABB, Siemens, Alstom T&D sont à un niveau
technologique équivalent et font désormais des propositions entre 600 et 800 kV, hormis une
avance d’ABB et de Siemens sur l’électronique de puissance.
En matière de câbles, Prysnian et Nexans dominent le marché mondial.
La France a des atouts importants sur l’ingénierie, le fonctionnement des réseaux, et sur les
câbles. Pour rester dans les leaders et participer au développement des marchés, elle doit
remette l’accent sur l’électronique de puissance. IFA 2000 construite au début des années
80 est un succès français (30 ans d’exploitation sans problèmes), basé à l’origine sur la
technologie des convertisseurs à thyristors de Cegelec (entreprise intégrée depuis avec
Gec-Alstom dans Areva T&D).
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13. L’Europe, qui détient encore une avance industrielle doit maintenir sa position ; les Etats-
Unis ont quasi abandonné le secteur ; les Japonais et les coréens sont encore présents.
L’avenir de nos industries se construira :
- en augmentant l’effort de R&D pour maintenir une avance technologique ;
- en développant la production intérieure renouvelable européenne; les projets éoliens
du Nord tirent aujourd’hui le marché ;
- en se redéployant sur l’étranger proche au Sud au travers du Plan solaire
méditerranéen.
Transgreen est une opportunité pour des projets de liaisons permettant à la France de
déployer ses points forts et de combler son point faible français.
Transgreen s’inscrit dans le marché émergent de la production d’électricité
renouvelable
Le marché mondial est potentiellement très important avec le développement des énergies
renouvelables dans la production d’électricité.
La production d’électricité dont le mix mondial est présenté dans la figure 4, comporte une
part d’origine renouvelable qui provient aujourd’hui principalement de l’hydraulique, dont la
part est voisine du nucléaire. L’enjeu des prochaines décennies concerne la substitution de
la production à partir des sources fossiles (67%). La France pionnière, a déjà effectué cette
transformation avec le nucléaire.
Figure 4 : Sources de la production d’électricité au plan mondial
(Source REN 21)
Pour de nombreux pays, il s’agira d’équilibrer la substitution à la production d’électricité à
base de fossiles par le nucléaire, les énergies renouvelables et la captation/stockage du CO2
(l’avancement de cette dernière filière n’étant toutefois encore qu’au stade de quelques
prototypes et probablement peu compétitive avant 2020 voire 2030). A cet horizon, les
projections économiques de l’Allemagne considèrent d’ailleurs que des filières éoliennes et
solaires de production d’électricité seront parfaitement compétitives.
Le marché mondial des énergies renouvelables, en particulier, celui de la production
d’électricité va croître rapidement.
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14. Les « supergrids » s’inscrivent dans l’enjeu plus général des « smart grids »
La coordination avec le réseau synchrone existant et la distribution s’inscrivent dans le
concept général des « smart grids », dispositifs de pilotage de systèmes complexes avec un
contrôle-commande numérique sophistiqué visant à améliorer la sécurité du système
électrique et l’efficacité énergétique par le recours généralisé aux technologies de
l’information à tous les stades, de la production jusqu’à l’utilisation finale de l’électricité.
1.4 Vers de nouveaux marchés de l’électricité renouvelable
Le développement de la production de masse des renouvelables et l’établissement d’un
marché et d’un commerce extérieur européen des renouvelables pourraient tirer bénéfice
d’un réseau de collecte connectant les différents sites de production : grands projets de
parcs d’éoliennes offshore programmés en Mer du Nord allemande et britannique ;
perspectives sur la Manche, le Littoral Atlantique ; projets de centrales solaires thermiques
en Afrique du Nord, au Sahara et au Proche - Orient inscrits dans le Plan Solaire
Méditerranéen ; etc.
Le rythme de croissance des renouvelables a été très élevé ces dernières années (20%) ; il
marque le pas dans le contexte de la crise financière mais et le développement des
renouvelables est inscrit dans les engagements du Plan Energie Climat et de Copenhague.
Selon des prévisions ambitieuses, les productions éolienne et solaire concentrées pourraient
représenter 10 à 15% de la capacité installée en Europe à l’horizon 2020, pour faire face aux
engagements du Plan Energie Climat, à la croissance des besoins en électricité et au
remplacement des nombreuses centrales arrivant en fin de vie à partir de 2015.
Pour l’instant le Nord de l’Europe a pris de l’avance dans la production de renouvelables sur
grands sites et de nouvelles interconnexions à courant continu (7,5 GW existant, 5 GW
planifiés ou en construction d’ici 2013, 10,5 GW à l’étude à l’horizon 2020, basés sur un fort
développement de l’éolien offshore). Les idées et les projets sont développés pour la
Baltique et la Mer du Nord dans la perspective de créer un marché d’échanges de l’électricité
renouvelable entre la Finlande, les Pays-Bas, l’Allemagne et l’Angleterre entraînant les
industriels et les compagnies d’électricité, les régulateurs et les gouvernements.
La France doit reprendre l’offensive. Des marchés importants s’ouvrent dans le monde entier
sur lesquels l’industrie européenne et française doit affirmer sa compétitivité. Etant à l’origine
du Plan Solaire Méditerranéen (PSM), qui a incité l’Allemagne à rejoindre l’Union pour la
Méditerranée, elle doit s’inscrire dans le mouvement général par une initiative marquée
répliquant efficacement à l’offensive Désertec.
Le réseau français de transport d’électricité alternatif est optimisé pour le parc des sites
nucléaires. L’exploitation du potentiel renouvelable tournée vers les besoins européens et
méditerranéens appelle une autre voie. Pour autant, la France ne doit pas manquer la
nouvelle génération du grand éolien offshore dont les scénarios optimistes situent le
potentiel européen entre 30 et 40 GW dès 2020 et 150 GW en 2030, d’abord au voisinage
des côtes ensuite sur plateformes au large. Les grands sites programmés de renouvelables
sont localisés en Mer du Nord ou dans le bassin méditerranéen.
Mais la situation géographique centrale nord-sud de la France rend le territoire national
incontournable, comme pour tous les grands réseaux de transport. La centralisation
administrative, le monopole électrique, l’expérience colbertiste de grands projets
14/28

15. mobilisateurs, hier tant critiqués en Europe, lui donnent ici l’avantage dans un contexte de
retour de la politique industrielle et de la régulation d’Etat.
Transgreen pourrait développer une vision pour le Sud de l’Europe en coopération avec le
Maghreb très ensoleillé et ainsi contribuer à un schéma pan européen équilibré, dont la
France par sa position géographique et son potentiel éolien on et offshore devrait être
l’acteur clé.
Transgreen donnera une haute visibilité à l’engagement européen pour les renouvelables et
pour les engagements français et européen de Copenhague. C’est un projet transeuropéen
fortement intégrateur alors que les réseaux nationaux historiques font montre de réticences
aux concentrations et de frilosité sur les projets communs. La démonopolisation des réseaux
de transport favorisera les initiatives innovantes et la pénétration des technologies
numériques, enjeu des « smart grids ». L’ambition commune PSM lancée par la France peut
jouer un rôle fédérateur pour dépasser les approches nationalistes et conservatrices.
1.5 Ordre de grandeur des coûts économiques
Considérons pour fixer les idées, un système de liaisons à courant continu de 2000 km
d’une capacité de 5 GW selon d’une part un schéma de 4 lignes transméditerranéennes et
d’autre part un schéma de lignes longues pour acheminer l’électricité vers des grands
centres de consommation au Nord.!
Ces deux schémas évalués dans les tableaux 1 et 2 montrent qu’en ordre de grandeur, la
partie transport transméditerranéenne (8Mrds €) est d’un coût nettement plus élevé que celle
des lignes européennes (1,6 Mrds €), compte tenu principalement des tronçons sous-
marins.
Tableau 1 : Coût estimatif d’un schéma de transport transméditerranéen
Cas de 4 lignes de 500 km sous-marin et 50 km aérien, en méditerranée
Puissance
Coût unitaire Caractéristiques
Sous-ensembles (€/ kW et 1000 km) (km ou MW) (GW) Coûts (M€)
Lignes aériennes 70 50 5 70
Nombre de lignes 4
Câbles sous marins 700 500 5 7 000
Nombre de câbles 4
Stations de conversion 60 1000 5 300
Nombre de station 8
Sur dimensionnement 2 600
Total 7 970
(Source CAS)
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16. Tableau 2 : Coût estimatif d’un schéma de transport transeuropéen
Cas de 2 lignes longues de transmission en Europe
Puissance
Coût unitaire Caractéristiques
Sous-ensembles (€/ kW et 1000 km) (km ou MW) (GW) Coûts (M€)
Lignes aériennes 70 1000 5 700
Nombre de lignes 2
Câbles sous marins 700 0 5 0
Nombre de câbles 0
Stations de conversion 60 1000 5 300
Nombre de station 4
Sur dimensionnement 2 600
Total 1 600
(Source CAS)
2 Cadrage économique et prospectif
En préalable à l’étude de faisabilité qui rentrera dans les précisions techniques et
financières, il importe d’effectuer un cadrage économique, réglementaire et industriel.!
Un groupe de travail prendrait en charge cette étude en réunissant les différentes parties
prenantes au CAS, pour le compte du MEEDDM, du MAE/Affaires européennes et du
MINEFI/Industrie.
Avec les principaux experts, le groupe de travail mènera une étude prospective englobant
les aspects techniques, industriels, économiques, financiers, réglementaires et
institutionnels. Il devra bien entendu avancer en synergie avec les études en cours. Dans
ses différentes dimensions, l’étude devra aller au delà des travaux initiaux du PSM et
préparer le passage du sujet au stade industriel.
2.1 Contexte de l’étude : l’initiative Transgreen est une opportunité concrète
pour avancer vers différents objectifs
La France a l’ambition de prendre position dans l’électricité renouvelable et le
développement des technologies et marchés correspondant en France, en Europe et à
l’international.!
L’étude devra considérer les éléments suivants : !
! Une présence de l’industrie française dans le Plan solaire méditerranéen ;
! L’existence d’un Consortium industriel complémentaire de Désertec Industrial
Initiative : le développement de centrales solaires sur la rive sud de la méditerranée
ne peut se concevoir qu’en liaison avec des projets de transmission et la
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17. commercialisation sur le territoire européen, au-delà des réseaux de distribution
locaux ;
! La participation de l’industrie française à la construction d’infrastructures
européennes des énergies renouvelables et à la définition de régimes réglementaires
des lignes marchandes ;
A partir des liaisons transméditerranéennes et du plan homologue des mers du Nord,
on peut concevoir la constitution d’un vaste réseau transeuropéen. On observe la
naissance d’un nouveau paradigme : compléter et sécuriser le réseau synchrone
alternatif traditionnel par les « supergrids » continus ;
! Les technologies électriques des filières vertes :
La conception des centrales renouvelables de nouvelle génération, solaire à
concentration et éolien offshore est un enjeu majeur pour prendre pied dans les
marchés futurs de l’électricité dé carbonée (cf. emprunt national, axe Développement
durable / énergies renouvelables et dé carbonées). Mais les centrales ne se
déploieront pas sans des réseaux efficaces et optimisés ; ainsi, il faut ajouter l’enjeu
conjoint des grands réseaux dédiés au transport de l’électricité renouvelable ;
! La formation d’un marché de l’électricité renouvelable avec des opérateurs qui
prendront des parts dans la commercialisation de l’électricité verte en Europe et au
grand international face à la concurrence étrangère ; La définition d’un éventuel
marché européen d’échanges de certificats d’énergies renouvelables (instruments,
place de marché) ;
! Les Mécanismes de développement propres (MDP) utiles pour atteindre les objectifs
de réduction des gaz à effet de serre à 2020 (au travers du PSM).
!
!
2.2 Axes de l’étude : la France doit proposer ses propres concepts
2.2.1 Infrastructures :
! Définir selon différents critères, le tracé optimal à 2020 d’un premier tronçon de
transport haute tension ; en fonction des grandes zones de production renouvelables,
des lieux de consommation, des contraintes du réseau alternatif actuel.
! Evaluer/comparer les options alternatives :
- continu – alternatif ;
- distance moyenne, franchissement de détroits / lignes à grande distance
important l’électricité dans les zones à forte densité démographique (Rhénanie,
Benelux,
Lombardie, …) ;
- construction de nouvelles lignes / renforcement des réseaux existants.
! Esquisser un schéma prospectif d’une topologie de réseau plus complet à l’horizon
2050.
17/28

18. 2.2.2 Technologies :
! Identifier les verrous technologiques à lever sur les dix à vingt prochaines années, les
courbes d’apprentissage et les coûts dans un roadmap technologies et produits ;!
! Approfondir la dimension électronique de puissance.!
2.2.3 Marchés de l’électricité verte :
! Analyser les caractéristiques des marchés futurs (clients) de l’électricité verte en
Europe ; parts de marchés en local (15 GW) et à l’export vers l’Europe (5GW).
! Identifier les conditions et les prix de cette électricité permettant la rentabilité des
investissements d’infrastructures. Rôle des tarifs de rachat.
2.2.4 Instruments spécifiques pour donner de la flexibilité aux échanges d’électricité verte
entre Etats :
! Examiner les possibilités de s’appuyer sur ces instruments pour contribuer au
financement des infrastructures et répondre à moindre coût aux objectifs
renouvelables nationaux à 2020 ; liens avec la fiscalité carbone (utilisation du revenu
des enchères) ;
! Analyser le régime européen et international des concessions transnationales de
transport d’électricité, le cadre réglementaire et juridique européen de lignes à
courant continu.
2.2.5 Synthèse des investissements :
! Présenter des scénarios ;
! Etudier les variations en fonction du taux d’actualisation, …
!
!
2.3 Proposition de groupe de travail
!
Président : Christian Stoffaës
Rapporteurs : Hervé Pouliquen (CAS), Richard Lavergne (MEEDDM)
Membres :
- Ministère de l’écologie, de l’énergie, du développement durable et de la mer : CGDD,
DGEC, STEEGB
- Ministère de l’économie, de l’industrie et de l’emploi : CGIET, IGF
- Ministère des affaires étrangères et européennes
- Ministère de la Recherche
- UPM
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19. - CRE, ADEME
- Industriels : MEDEF, EDF, RTE, GDF SUEZ, VEOLIA, ALSTOM T&D, SCHNEIDER,
NEXANS, PRYSNIAN, St GOBAIN
- Banques : CDC, HSBC, BNP, SG
- UFE, SER, Observ’er, RAC
- Pôles de compétitivité : Tennerdis
- Universités/Laboratoires : économie, Paris Dauphine, Institut d’économie industrielle
(IDEI), ESE, LARSEN (Cired – Ecole Polytechnique), Université de Rennes ; LEEI
Toulouse.
!
!
3 Mise en place du consortium Transgreen Initiative
3.1 Principe
Dans un premier temps, il s’agit de mobiliser les acteurs scientifiques, industriels,
gestionnaires de réseaux autour d’une étude de faisabilité lourde : Transgreen doit être le
pôle fédérateur des ambitions européennes pour l’électricité durable ; les projets relèvent
des initiatives industrielles ; la collecte, du service public européen sous des formes de
partenariats public-privé et internationaux.
Les partenaires sont européens et un à deux pays pilotes sur la rive sud méditerranéenne :
l’Allemagne en premier lieu, très intéressée mais concurrente ; mais aussi l’Italie, l’Espagne,
etc. Un partenariat public-privé permettra de constituer un Consortium d’industriels et de
gestionnaires de réseaux pour la réalisation et l’exploitation du projet Transgreen.
Le Consortium aura également pour mission d’engager une initiative européenne dans le
cadre du Plan Energie Climat, de l’UPM, des engagements de Copenhague pour proposer
un texte communautaire requérant les Etats membres d’instituer des régimes de concession
de transport à courant continu, constituant l’amorce d’un régime de concession
communautaire qui s’inscrira aussi dans le cadre de la politique des grands réseaux
transeuropéens et de la sécurité d’approvisionnement énergétique.
3.2 Estimation du budget industriel d’études pour Transgreen
Le Consortium doit se doter des moyens nécessaires à la réalisation des études de
faisabilité de premiers tronçons qui pourraient être réalisés d’ici à une dizaine d’années.
L’implication des actionnaires de Transgreen pourra se concrétiser par des apports en
industrie (main d’œuvre) et des contributions financières au budget des moyens de
fonctionnement.
Le tableau 1 propose une simulation du budget ventilé selon les axes d’étude, s’élevant à
5 M€/an, comprenant la main d’œuvre et les frais de fonctionnement.
Répartie sur une douze d’actionnaires (huit en France, quatre à l’étranger), EN MOYENNE, la
contribution financière annuelle s’élèverait à 200 000 € et une mise à disposition d’une
personne et demi se consacrant aux études dans ses différents champs.
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20. Un apport public vers les partenaires français pourrait émaner de l’emprunt national pour le
soutien aux technologies et aux études en préparation de l’avenir. La contribution financière
pourrait ainsi être ramenée à 100 000 € / an pour chacun des dix actionnaires. Les fonds
publics contribueraient ainsi à 25% du projet selon des modalités à préciser.!
Les partenaires français : EDF, RTE, Alstom T&D, Prysnian, Nexans, GDF Suez, Véolia,
CEA2.
Les partenaires étrangers : Désertec, Enel, Terna, Red eletrica,
Tableau 3 : Simulation du budget annuel du Consortium
Moyens de
Mise à disposition de fonctionnement :
compétences par les logistique, achats,
industriels actionnaires : calculs,
apport en industrie déplacement, frais
(personne / an) généraux
critères 1
études des options de
tracés, réseaux maillés,
Ingénieurs production/consommation 2
exploitation 1
technologies, verrous,
roadmap 2
calcul des investissements,
coûts, 2
Economistes prix, marchés 1
études d'impacts,
acceptabilité, intégration
dans les sites 1
régimes d'échanges
transeuropéen et
Juristes transméditerranéen,
régimes des concessions 2
tarifs de rachat, contrats 1
lien avec ETS, MDP 0,5
Direction, coordination,
stratégie, finance 3
Coût unitaire chargé,
en moyenne 150 000€/an 16,5
Sous-total par an 2 475 000,00 € 2 475 000 €
dont subventions
50%, notamment
grand emprunt
Budget total par an 4 950 000,00 €
Contribution moyenne 1,4 103 125 €
par actionnaire (incluant la
(pour 12 membres) subvention)
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21. 4 Références internationales
Les liaisons à courant continu sont en plein développement accompagnant le
développement des énergies renouvelables.
Les négociations internationales du climat, les engagements de Copenhague vont conduire
à de multiples projets concrets et à des avancées technologiques dans le monde.
Une offensive technologique est engagée de la part des Etats-Unis, au travers du Plan
Obama sur les renouvelables et les « smart grids » ; les projets apparaissent en Chine et
dans les grands émergents.!
En Europe :
Les nouvelles visions à 2030 – 2050 d’un grand marché européen de l’électricité
renouvelable se concrétisent en 2009 et en 2010 par le lancement des premières études de
faisabilité.
Les pays du Nord sont en avance dans le développement de très puissants champs éoliens
et s’organisent pour préparer les interconnections continues et les règles d’un nouveau
marché de l’électricité verte.
A cet horizon, les grandes champs renouvelables éoliens et solaires pourraient fournir au
moins 20% à 40% de l’électricité consommée en Europe totalisant une somme de projets de
150 à 300 GW.
4.1 Une mobilisation de l’Europe du nord pour développer le marché de
l’électricité et l’éolien offshore
Pour l’instant le Nord de l’Europe a pris de l’avance vers un scénario qui ressemblerait au
Master Plan à 2030 de l’EWEA (figure 5) illustrant les liaisons inter pays et entre les sites
éoliens.!
Figure 5 : Ligne existantes et scénario à 2030 de développement
des réseaux des Mers du Nord
(Source EWEA)
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22. 4.1.1 De nouvelles visions nationales pour l’Europe de l’électricité renouvelable
SUPERGRID :
Le développeur irlandais de projet Mainstream Renewable Power a élaboré le projet de créer
un super réseau électrique reliant entre eux les parcs éoliens offshore du Royaume-Uni,
d'Allemagne, des Pays-Bas et des États baltes (figure 6).
L'ampleur des travaux nécessitera la construction de deux nouveaux ports au Royaume-Uni
pour gérer le nombre de turbines et autres structures qui devront être envoyées vers les
parcs éoliens. Le potentiel existe pour faire de ces deux ports des pôles d'excellence en
matière de R & D et de fabrication.
Le porteur du projet a demandé le soutien de l’UE et de la BEI pour une flotte de navires
usines (6 Mrds€).
Il déclare aussi : "Il faudra sans doute pour que cela se réalise que l'U.E. se dote d'un
opérateur offshore spécifique. Cette vaste entreprise de longue haleine exige un cadre
européen. Mais elle nécessite aussi le génie du secteur privé à innover, à prendre des
risques, et à fournir les solutions techniques à moindre coût ".
Figure 6 : Projet Supergrid
GB :
La Grande Bretagne vient d’annoncer les résultats d’un appel d'offres pour la construction au
cours des 12 prochaines années, de neuf fermes éoliennes offshore d'une puissance de
32 GW et principalement situées dans la mer du Nord. Ce programme permettra de porter
en 2020 à 25% la part renouvelable dans la production d’électricité du pays.
PSM :
Les options pour les liaisons à courant continu entre le Maghreb et l’Europe, complément à
Medring synchrone sont présentées dans la figure 7.
22/28

23. Figure 7 : Cinq options pour les liaisons à courant continu entre le Maghreb et
l’Europe!
Figure 8 : Medring synchrone!
(Source : Réalités industrielles – Annales des Mines – nov. 2009)
!
4.1.2 Les études de faisabilités européennes
RPS Group2 vient de se voir attribuer l'appel d'offres pour une étude de faisabilité afin
d'établir un réseau offshore en mer d'Irlande, reliant les côtes irlandaise et écossaise.
Le gouvernement de la République d'Irlande travaille main dans la main avec ses
homologues d'Irlande du Nord et d'Écosse pour ce projet qui vise à raccorder l'électricité
produite par les éoliennes offshore et les énergies marines. L’étude est partiellement
financée par le programme européen Interreg3.
!
2
Groupe international anglais de conseil en énergie et infrastructures (bureaux : GB, Irlande, Pays-
Bas, Australie et Asie, Canada, Etats-Unis)
3
Depuis 1990, ce sont la France et la Grande Bretagne qui s'associent dans ce programme, à la mise
en place de projets régionaux au bénéfice mutuel. A ce titre, les projets doivent avoir une portée
cohérente et durable sur la population. En lien avec le fonds européen FEDER.
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24. Le bureau d’étude Désertec constitué fin octobre 2009 a lancé une étude de faisabilité
pour élaborer des plans d'investissement réalisables au cours des trois prochaines
années.
Touchant l'ensemble de l'espace euro méditerranéen, ce projet d'infrastructure ambitionne, à
l'horizon 2050, de fournir 15% des besoins en électricité de l'Europe.
!
Les secteurs énergétiques des neuf pays vont concevoir ensemble un plan de travail
pour relier les parcs d'éoliennes des différentes mers du Nord de l'Europe.
Les premiers raccordements devraient intervenir à partir de 2015, tandis qu'un plan complet
sera présenté par les ministres concernés à l'automne. La déclaration commune visant à
développer un vaste réseau d'éoliennes offshore dans la région "des mers du Nord", a été
signée début décembre 2009 en marge d'une réunion des ministres de l'Energie par la
Belgique, les Pays-Bas, la Suède, le Danemark, l'Allemagne, le Luxembourg, la France, le
Royaume-Uni et l'Irlande.
4.1.3 Les projets européens
OffshoreGrid
Ce projet développe la topologie et les techniques d’un réseau offshore dans le Nord de
l’Europe et conjointement un cadre régulatoire qui tient compte des questions économiques,
politiques et réglementaires.
Le projet associe les acteurs politiques, l’industrie et les gestionnaires de réseaux.
Sont concernées, les pays riverains de la Baltique, de la Mer du Nord, de la Mer d’Irlande.
Windspeed
Le projet élabore la feuille de route du déploiement de l’éolien offshore en Mer du Nord ; il se
concentre sur les questions de coordination politique et conditions réglementaires.
Windspeed apportera des éléments d’aide à la décision, précisera le potentiel technique
offshore de la région et le potentiel économique résultant notamment de nouvelles règles de
marché concernant les renouvelables.
Plan de relance européen sur l’énergie
Dans le cadre de l'enveloppe de près de 4 Mrds€ que l'Union européenne a réservée en mai
2009 à des projets énergétiques destinés à soutenir la relance économique, la Commission
a accordé 1 Mrds€ à six projets de capture et de stockage du carbone (CCS) et 565 M€ à
neuf projets d'éoliennes en mer.
4.2 Etats-Unis : les projets "Green power superhighways"
Les Etats-Unis entendent rattraper leur retard dans le développement énergétique durable et
dans les infrastructures électriques et retrouver un leadership mondial dans les technologies
du développement durable, notamment par le dynamisme de la Silicon Valley.
Lancé en 2008, le programme Joint Coordinated System Plan (JCSP) développe un concept
de réseau de transport régional connecté au système existant et reliant de grandes zones de
production à base de renouvelables (figure 9). JCSP implique la majorité des grands
opérateurs du réseau interconnecté Est. Le scénario 20% d’éolien, envisage 230 GW de
capacités éoliennes d’ici 2024 (contre 60 GW dans le scénario de référence) et 15 000 miles
de nouvelles lignes très haute tension dont les trois quarts en "ultra" haute tension (EHV)
24/28

25. réparti pour moitié entre l’alternatif sous 765 kV et le continu sous 800 kV, soit environ deux
fois les niveaux de tension actuels (400 kV). Le projet atteindrait 1050 Mrds$ dont 80 Mrds$
pour le seul réseau. L’analyse se poursuite après la constitution d’un nouveau groupe EITAG
(Eastern Interconnection Transmission Assessment Group).
Les initiatives politiques aux Etats-Unis devraient permettre d’amorcer la réalisation de ce
concept : le volet énergie du Plan de relance de l’administration Obama prévoit d’investir 150
Mrds$ sur les 10 prochaines années pour permettre aux scientifiques, aux ingénieurs et aux
industriels de développer les énergies alternatives et les infrastructures correspondantes. 20
Mrds$ seront consacrés à l’ébauche d’un nouveau réseau électrique. Par ailleurs, le DOE a
annoncé un dispositif massif de soutien aux projets de production éoliens et solaires.
Sur le plan réglementaire, la FERC a récemment (19/02/2009) accordé une réservation de la
moitié des capacités de nouvelles lignes de transport aux producteurs d’éolien afin de
favoriser leur financement.
Ex. projets 2014 : 500 kV DC : Wyoming - Nevada (1100 miles, 3 GW)
et Montana – Nevada (1000 miles, 3 GW).
!
!
Figure 9 : Scénario du JCSP
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!
Lignes en continu 800 kV
Longue distance (noir)
Courte distance (gris)
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26. 5 Axes d’actions immédiates
Ligne directrice des propositions
Les propositions d’action s’ordonnent autour de la mise en place et du lancement des
premières actions du Consortium Transgreen Initiative :
Proposition 1 : Budget industriel d’études de Transgreen Initiative
Réunir au travers du Consortium Transgreen Initiative un budget d’étude sur la période
2010-2012 de 5 M€ / an (main-d’œuvre et frais de fonctionnement) pour fédérer les
compétences sur les réseaux du futur de l’électricité renouvelable (R&D technologique,
marketing, ingénierie financière).
Solliciter le soutien de l’emprunt national dans le cadre de l’axe Développement durable /
Energies dé carbonées à hauteur de 25% soit environ 1,25 M€ / an.
Proposition 2 : Recherche développement et Démonstrateurs
Lancer un programme national de R&D couvrant les technologies des réseaux et des
centrales de Transgreen/ PSM pour faire l’apprentissage des technologies, en coordination
avec le Ministère de la Recherche ;
Anticiper le développement de l’ingénierie et de l’industrie des grands réseaux ultra haute
tension.
Proposition 3 : Premier projet pilote du PSM avec le Maroc, premier pays à avoir
lancé un plan cohérent au travers d’une nouvelle agence
Proposer un plan d’exportation vers l’Europe ;
Travailler avec le CEA sur la partie production (centrale solaire) impliqué sur ce sujet dans
l’axe Développement durable / Energies dé carbonées de l’emprunt national.
Proposition 4 : Promotion internationale
Désertec a un lobby communautaire important ; les projets du Nord ont 3 ans d’avance :
lancer le plan médias, lobbying communautaire, lobbying Afrique du Nord – Moyen Orient,
pour faire connaître le projet Transgreen Initiative ;
Etablir des collaborations européennes avec les pays limitrophes de la France pour le co-
développement de Transgreen Initiative.
!
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27. ANNEXE 1 : LETTRE DE MISSION
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