La biodiversité représente un véritable enjeu industriel pour la R&D d’EDF. Les objectifs sont multiples : tout d’abord connaitre et comprendre les écosystèmes aquatiques et terrestres. Pour y parvenir, la R&D développe des outils innovants capables d’en mesurer l’évolution. Les chercheurs travaillent également à réduire ou à compenser les impacts, en développant des solutions alternatives. ADN environnemental, programme thermie-hydrobio, étude des outils destinés à préserver les oiseaux dans l’éolien ou encore développement de l’agriphotovoltaïque,… découvrez plusieurs exemples de projets de recherche concrets menés par la R&D d'EDF pour la préservation de la biodiversité.

La R&D d'EDF a développé des outils innovants et efficaces pour connaître les écosystèmes aquatiques et terrestres aux abords de ses installations, notamment en matière de biodiversité. Avec ses partenaires scientifiques, la R&D d’EDF a testé une méthode innovante appelée ADN environnemental : un prélèvement d’eau est réalisé, dans un fleuve à titre d’exemple, puis une extraction d’ADN est effectuée, pour ensuite réaliser une amplification et un séquençage de cet ADN. En comparant les résultats à une base de référence, il leur est alors possible de déterminer les espèces présentes, même les plus rares. Pour connaître la biodiversité des écosystèmes et notamment compter et identifier les poissons, la R&D d’EDF utilise aussi l’hydroacoustique, qui permet d’enregistrer la présence de poissons dans l'eau et de comprendre leur comportement aux abords des ouvrages de production d'EDF, via des caméras acoustiques.

EDF travaille depuis plusieurs décennies pour mieux comprendre les effets potentiels des rejets thermiques de ses centrales sur le milieu aquatique. Le Groupe a lancé dès 2008 un programme de recherche appelé « thermie-hydrobiologie ». Avec leurs partenaires scientifiques, les chercheurs de la R&D d'EDF analysent des données de peuplement de poissons et des données environnementales sur de longues périodes. Les résultats montrent que les rejets thermiques des centrales n’ont pas eu d’influence à long terme sur les peuplements piscicoles étudiés au voisinage des centrales nucléaires d’EDF. L’évolution des peuplements de poissons serait associée au changement climatique. D'autres méthodes innovantes comme la télémétrie sont également utilisées par la R&D d'EDF pour suivre les poissons aux abords des centrales et comprendre leur comportement dans différentes conditions de température de l'eau.

Pour permettre aux poissons de franchir un barrage de l’amont vers l’aval, le Groupe EDF a mis en place des dispositifs de dévalaison sur les cours d’eau, notamment ceux où sont présents des poissons migrateurs. L’objectif de ces dispositifs est de permettre le passage du poisson vers l’aval de l’obstacle sans lui engendrer de dommage. Les dispositifs de dévalaison ciblent principalement 2 espèces pour lesquelles cette migration est indispensable à leur cycle vital, l’anguille au stade adulte (anguille argentée) et le saumon atlantique au stade juvénile (aussi appelé smolt), mais aussi la truite, présente dans la majorité des tronçons de rivière où sont implantées les prises d’eau hydroélectriques d’EDF.

L’innocuité de ces dispositifs de dévalaison est actuellement testée par la R&D d’EDF dans le cadre d’un projet cofinancé par l’Office Français de la Biodiversité (OFB). L’OFB établit les préconisations pour le dimensionnement des dispositifs de dévalaison, notamment en termes de débit, de hauteur de chute et de hauteur d’eau à la réception. Ces critères sont actuellement affinés en coopération avec EDF, grâce aux expérimentations réalisées in situ et sur le modèle du Saut de l’Ange à l’aide de Sensors Fish et de poissons vivants.

L’objectif de l’utilisation des Sensors Fish dans ce projet ? Evaluer les conditions ressenties par un poisson dans un dispositif de dévalaison.  Les Sensors Fish sont des capteurs innovants qui mesurent notamment les accélérations et pressions ressenties lors du passage dans un écoulement. Ces mesurent permettent d’identifier l’intensité des éventuels chocs subis dans un dispositif de dévalaison. La confrontation de mesures issues des Sensor Fish avec les dommages observés sur les poissons transitant dans le même dispositif permettra in fine d’affiner les critères de dimensionnement des dispositifs de dévalaison.

L’expérimentation menée sur le modèle du Saut de l’Ange, situé au Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement (LNHE) à EDF Lab Chatou, consiste à réaliser des lâchers de Sensors Fish dans 24 configurations différentes (débit/hauteur de chute/hauteur d’eau à la réception). Ces lâchers permettent d’acquérir des données dans de nombreuses configurations, qui n’existent pas forcément in situ et qui ne répondent parfois pas aux préconisations actuelles de dimensionnement des dispositifs de dévalaison.

Par ailleurs, dans le cadre de ce projet, l’innocuité de quatre dispositifs de dévalaison existants au niveau de barrages hydroélectriques est également testée en coopération avec l’OFB.

« Grâce à cette expérimentation, la R&D aura des données observées, basées sur des tests in situ et sur modèle physique, qui permettront au groupe EDF de renforcer encore la fiabilité des dispositifs de dévalaison », déclare Laurence Tissot-Rey, ingénieur-chercheur expert à la R&D, en charge du projet.
A terme, l’objectif est non seulement de protéger les poissons aux abords des prises d’eau hydroélectriques d’EDF, mais également d’éviter d’avoir systématiquement recours à des expérimentations sur des poissons vivants, en se basant essentiellement sur des mesures issues de Sensors Fish.

Elles font partie du paysage et n’étonnent plus grand monde lorsqu’on les voit se profiler à l’horizon… les éoliennes sont désormais implantées un peu partout en France. Depuis l’installation de la première éolienne en 1991, nous en savons davantage sur leurs impacts sur la biodiversité. S’ils ne perturbent pas les écosystèmes naturels terrestres ou aquatiques dans leur globalité, les parcs éoliens peuvent avoir des conséquences sur certaines espèces telles que les chauves-souris ou encore des espèces spécifiques d’oiseaux si des mesures/solutions adaptées ne sont pas mises en place. Les rapaces par exemple ont parfois du mal à distinguer les pales des éoliennes. Quelles sont alors les solutions mises en place par EDF pour préserver la biodiversité ?

Systèmes de détection et activité adaptée
 
Afin de ne pas perturber les chauves-souris dans leur habitat naturel, EDF a recourt au « bridage ». Dans les zones de peuplement, les éoliennes sont tout simplement arrêtées à des moments où ces espèces sont le plus susceptibles de se déplacer, soit au lever et coucher du soleil entre avril et octobre.
Pour les oiseaux, une technique innovante a été inventée… Un dispositif de détection qui, par un signal sonore, tente de les prévenir de la présence de nos équipements afin d’éviter tout impact. Aujourd’hui, 11 de ces systèmes dits d’« effarouchement » équipent les parcs éoliens d’EDF, tous situés dans des zones à risque.
 
Des partenaires inédits
 
En 2020, une analyse poussée de l’efficacité des systèmes d’effarouchement a été menée. « Nous analysons les images enregistrées par le dispositif pour vérifier qu’il permette bien une déviation des trajectoires des oiseaux. Les premiers éléments de réponse seront dévoilés à la fin de l’année, » annonce Eve Dufossé, responsable du programme Energies Renouvelables à la R&D d’EDF. Une étape indispensable avant d’aller plus loin : « Des études plus larges auront lieu en 2021 dans le but de diversifier les dispositifs de détection. Nous y impliquerons des acteurs engagés de la biodiversité, aussi bien des universitaires que des associations de protection des oiseaux » poursuit Eve Dufossé. Un gage de crédibilité qui implique une méthode commune à trouver pour débuter en beauté cette aventure.
 

Depuis leur installation en France, les fermes photovoltaïques semblent n’avoir eu aucun effet néfaste sur la biodiversité. Mieux, elles bénéficient à certaines espèces, comme les chauves-souris qui font de ces structures de nouveaux habitats. Les pollinisateurs, eux aussi, s’acclimatent parfaitement, grâce une flore variée inaccessible aux piétons. Si tous les signaux sont au vert, les équipes de la R&D continuent de veiller à l’équilibre des écosystèmes. Des expériences sont régulièrement menées : des ruches et des hôtels à insectes ont par exemple été posés sur les sites, avec un certain succès. Zoom sur quelques travaux menés par les chercheurs de la R&D d’EDF.

L’avènement des fermes flottantes La centrale photovoltaïque flottante fait notamment l’objet d’études particulières. Le principe : implanter des panneaux sur des étendues d’eau et régler par la même occasion plusieurs obstacles liés au développement de l’énergie solaire. Celui du foncier tout d’abord, puisque ce système permet de ne pas occuper de terrains ; mais aussi celui du raccordement, toujours très onéreux, en privilégiant des zones où se trouvent des centrales hydroélectriques. En recouvrant seulement 10 % des étendues des lacs de barrage, bassins d’irrigation ou autres retenues de barrage, on estime que l’on pourrait produire plusieurs gigawatts d’électricité. Mais y aurait-il un impact sur l’environnement ? C’est justement ce qu’essaye de déterminer la R&D d’EDF. Un premier parc photovoltaïque flottant a été installé à Lazer dans les Hautes-Alpes et les scientifiques dédiés de la R&D y mènent de multiples travaux, notamment des études d’impact des panneaux photovoltaïques sur l’écosystème. Et les premiers signaux sont positifs ! L’ombrage créé par les panneaux semble refroidir la température de l’eau, compensant ainsi les effets du réchauffement climatique. Les chercheurs constatent en outre un gain en productivité par rapport à une centrale photovoltaïque « terrestre » : l’eau rafraichit les panneaux qui sont plus efficaces dans un climat modéré. De futures études sont également envisagées pour comparer la biodiversité aquatique actuelle à celle observée avant la mise en place de la structure.

Vers de l’agriphotovoltaïque ?

D’autres technologies sont actuellement en phase d’expérimentation. C’est notamment le cas l’agriculture-photovoltaïque pour laquelle EDF Renouvelables et l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) viennent de monter un démonstrateur à EDF Lab les Renardières, l’un des sites de la R&D d’EDF situé à proximité de Fontainebleau. Il s’agit cette fois-ci d’élever des panneaux photovoltaïques à cinq mètres de hauteur de façon à pouvoir cultiver en dessous. L’agriculture bénéficie alors de l’ombrage généré par les panneaux inclinables. Mais qu’en est-il des microorganismes constitutifs de la flore du sol ? Pour répondre à cette question, des capteurs ont été placés sur les zones concernées mais aussi sur des secteurs limitrophes non couverts par les panneaux. Les premières études laissent présager des bienfaits de l’agriphotovoltaïque pour les sols. Ces recherches, toujours en cours, devraient s’intensifier à mesure que la filière se développe.

EDF a pour objectif de limiter au maximum ses impacts sur la biodiversité en adaptant ses projets et ses pratiques et en développant des solutions alternatives. Si, malgré ses efforts, il y a toujours des impacts résiduels sur les écosystèmes, EDF répond aux exigences réglementaires et élabore des mesures compensatoires. EDF s’inscrit ainsi dans la séquence ERC : Eviter, Réduire, Compenser les impacts. Dans ce cadre, pour les milieux terrestres, la R&D d'EDF a développé, avec ses partenaires, une méthodologie pour évaluer les équivalences écologiques et un outil informatique d’aide à la décision : ECOVAL. Pour le mileu aquatique, EDF a équipé de nombreux site de dispositifs comme des passes à poissons. Pour améliorer leur efficacité, la R&D d'EDF continue ses recherches de solutions innovantes, avec de nouveaux outils comme les caméras acoustiques ou les comptages vidéo, permettant de compter le nombre de poissons migrateurs qui utilisent ces passes.