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L'idée d'utiliser l'énergie des marées est fort ancienne : dès le XII e siècle, des moulins à marées apparurent, en France, sur les côtes bretonnes. Mais c'est au début du XX e siècle que remontent les premières études d'installations énergétiques et qu'une concrétisation fut ébauchée L'Aber-Wrac'h ; cependant, il fallut attendre plusieurs décennies avant que d'entreprendre une réalisation, du fait de la difficulté des problèmes à résoudre et de la mise en œuvre de nombreuses techniques nouvelles. La théorie d'utilisation des marées a été exposée dans l'article énergie de la mer.
La fin de la Seconde Guerre mondiale permit de reprendre, sous l'impulsion d'Electricité de France, le projet de construction d'une usine marémotrice ; les problèmes à résoudre concernaient en tout premier lieu le choix du site. L'énergie est fonction de l'amplitude de la marée et aussi du volume d'eau que l'on peut accumuler pour le moindre coût. On peut schématiquement caractériser l'aptitude d'un site par le rapport L/E de la longueur L de la digue à créer à la quantité d'énergie théo¬rique E productible annuellement. Les meilleurs sites sont caractérisés par une faible valeur de L/E (v. tableau).
La valeur économique d'une centrale électrique est mesurée par le bilan exprimant la différence entre l'actif (« valeur » de la production) et le passif (coût de la construction et charges capitalisées) au cours de la durée de vie de l'usine. La valeur de la production dépend des caractéristiques de l'énergie fournie, notamment des quantités de kilowattheures livrables en heures pleines, creuses, de pointe, l'été ou l'hiver. Dans les usines marémotrices, du fait du rythme des marées, ces quantités varient dans le temps ; pour obtenir un actif maximal, il importe donc de combiner judicieusement leur utilisation.
La réussite de l'entreprise supposait donc :
— La mise au point d'un nouveau type de groupe turbine-alternateur, dit « groupe bulbe », susceptible de turbiner dans les deux sens sous des chutes faibles (I à 12 m) et de travailler en pompe, également dans les deux sens; ceci pour permettre l'utilisation optimale des cycles (v. énergie de la mer);
— La nécessité de barrer un estuaire : le choix se porta en l'occurrence sur celui de la Rance, dont le débit atteint 18 000 m3/s dans les deux sens aux fortes marées;
— La possibilité de disposer de moyens efficaces contre la corrosion de l'eau de mer.
Réalisation de l'usine de la Rance. — La décision de matérialiser le projet de la Rance fut prise en 1959 et les travaux commencèrent en 1960.
L'usine (inaugurée officiellement au mois de novembre 1966) est implantée entre la pointe de la Briantais et la pointe de la Brebis, situées respectivement sur la rive droite et sur la rive gauche de l'estuaire, dont la largeur à ce niveau est d'environ 750 mètres. Le barrage s'appuie sur l'ilot de Chalibert. On trouve successivement, de la rive gauche à la rive droite : l'écluse (longueur du sas, 65 m ; largeur, 13 m) ; l'usine, formée par une digue creuse en béton, avec un toit en forme de voûte équilibrant les poussées de l'eau (longueur, 390 m ; largeur, 53 m ; niveau supérieur, + 15 m ; niveau inférieur, - 10 m); vingt-quatre groupes bulbes de chacun 10 000 kW ; trois transformateurs de 80 000 kW A 225 000 V ; quatre ponts roulants de 90 t ; une digue morte de 175 m, formée d'un noyau central en béton revêtu d'enrochements sur les deux faces; un barrage « mobile », formé de six grandes vannes-wagons de 15 m sur 10 m chacune.
L'ensemble du barrage-usine a été conçu pour s'intégrer le mieux possible dans le site. La superficie de la retenue créée par le barrage, à la cote maximale des plus hautes marées (+ 13,50 m), est de 22 km² ; le volume utile de la retenue entre la cote 0,00 et la cote + 13,5 est de 184 millions de mètres cubes ; la masse d'eau mise en mouvement par une marée de vive-eau est de 360 millions de mètres cubes.
Les ouvrages ont été construits à sec, A l'intérieur de trois enceintes de batardeaux, par phases successives. La grande enceinte a été réalisée en implantant tout d'abord des caissons cylindriques en béton (remplis de sable) tous les 21 m, puis en obturant les intervalles par des rideaux de palplanches de forme circulaire.
Les résultats d'exploitation ont confirmé les prévisions et les calculs des études théoriques. La mise au point des groupes bulbes a permis d'utiliser systématiquement ce type de machines sur les usines du Rhône et du Rhin,
entraînant des économies substantielles sur les dépenses de génie civil. L'utilisation s'en est étendue à divers pays. En raison de la concurrence des centrales nucléaires, il n'a pas paru opportun, pour l'instant, de réaliser en France d'autres usines marémotrices, mais des études sont toujours en cours dans divers pays (Canada, Etats-Unis, U.R.S.S.).
Les perturbations apportées par l'usine au phénomène des marées se bornent à un décalage du flot et du jusant à l'intérieur de l'estuaire de la Rance. Mais, comme par le passé, celui-ci se remplit et se vide alternativement avec les mêmes hauteurs qu'avant la construction.
Les perturbations d'ordre écologique au niveau de l'estuaire sont donc fort limitées. A l'extérieur, elles sont pratiquement nulles. Enfin, la réalisation d'une voie routière sur le barrage-usine a permis de raccourcir le trajet Saint-Malo - Dinard d'environ 30 kilomètres.
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