4 Juin 2014
Les énergies renouvelables, affaire du siècle s’il en est, sont désormais inscrites au programme des écoles maternelles et tout un chacun est prié de s’y intéresser de près, voire même de participer à leur promotion.
Le solaire et l’éolien sont bien sûr les vedettes de ce nouveau show, pour ne pas dire show business, car quoi de plus renouvelable, gratuit et non polluant, que l’énergie solaire de laquelle découle l’énergie éolienne, les deux étant intimement liés par une relation de cause à effet dans la plus pure obédience thermodynamicienne, la rotation du Globe terrestre accomplissant la tâche habituellement dévolue au fouet du cuisiner qui prépare une bonne mayonnaise.
Le résultat de ce « chamboule-tout » à grande échelle est une agitation de l’atmosphère à la fois ordonnée et désordonnée selon l’échelle, qui se traduit par un régime de vents et un ensoleillement capricieux fortement dépendants de la couche nuageuse et/ou des gradients thermiques.
Tout cela pour rappeler que les énergies solaire et éolienne sont par nature fortement intermittentes, parfois même sporadiques.
Ce phénomène est évidemment connu de tous, mais ses conséquences n’en ont pas toujours été mesurées à leur juste valeur. Certains vont même jusqu’à glisser le problème sous le tapis en affirmant que les baisses de vent ou de soleil dans une région sont compensées par des hausses ailleurs. Ce qui traduit une méconnaissance des difficultés soulevées par la gestion d’une réseau de distribution.
La réalité est tout autre: A dire vrai, le seul véritable problème des énergies renouvelables est la gestion de cette intermittence, et particulièrement pour l’éolien qui doit supporter des fluctuations difficilement prévisibles.
Ceux qui pourraient encore en douter pourront consulter le document suivant:
« Eon Netz Wind report 2004 »
Sur < aweo.org/windEon2004.html>
Dont l’analyse est très instructive sur l’ensemble du sujet. Il se confirme notamment que l’exploitation d’un réseau d’énergies renouvelables ne peut se concevoir sans une réserve de production indépendante du vent et/ou de l’ensoleillement prête à intervenir en cas de besoin, et sans une capacité importante de stockage de l’électricité.
Et malgré cela il est indispensable de disposer d’un bon outil de prévision des conditions météo afin d’anticiper au mieux les sautes d’humeur des vents et de l’ensoleillement.
Il apparaît ainsi que les prévisions météo revêtent désormais une importance considérable dans le domaine énergétique.
Il ne suffit plus de prévoir le temps qu’il fera durant les prochains jours, avec une marge d’incertitude confortable, mais bien d’anticiper la vitesse du vent, sa direction, en un endroit déterminé, à une altitude déterminée, et à un instant donné. De même pour l’ensoleillement.
Les fluctuations de la production d’une ferme éolienne ou solaire sont considérables, et de fréquence variable:
De courte durée, en terme de minutes.
De durée moyenne, en terme d’heures.
De longue durée, en termes de jours.
De très longue durée en terme de saison.
Chaque type de fluctuation doit être pris en compte et traité différemment.
D’une part le maillage doit être considérablement affiné puisque les prévisions doivent pouvoir concerner une installation de production déterminée.
D’autre part les données météo doivent pouvoir être disponibles en temps réel puisque le temps de réaction des installations éoliennes et solaires est extrêmement court.
Enfin ces données doivent pouvoir être valorisées afin de produire des prévisions indispensables à la régulation du réseau, ce qui nécessite l’utilisation de modèles prévisionnels informatiques couplés à une grande puissance de calcul, ainsi que la disposition en temps réel de la puissance disponible de chaque installation.
Pour que ces prévisions soient efficacement utilisées, le centre de calcul météo et les centres de gestion du réseau doivent être connectés en temps réel également. La commutation entre les nombreux nœuds de production nécessite par ailleurs une adaptation pour introduire la souplesse nécessaire.
Aujourd’hui il s’agit d’adapter la production à la demande, avec une constante de temps longue et avec une production sans fluctuations.
Demain il faudra en plus tenir compte des fluctuations de production, qui devront être prévues avec une précision suffisante pour éviter l’écroulement du réseau.
Toute cette organisation constitue la face cachée des énergies renouvelables, un travail important qui doit être accompli pour rendre possible le plein développement des installations de production éolienne et solaire.
En France, RTE est ( de par la Loi) responsable de l’équilibre du réseau entre l’offre et la demande.
Depuis 2009 il a été mis en place le dispositif IPES ( Insertion de la Production Eolienne et photovoltaïque sur le Système), dont les tâches sont les suivantes:
- Suivi en temps réel (la minute) des productions éolienne et grand photovoltaïque pour les parcs intégrés au système IPES.
- En liaison avec ERDF, simulation des flux et prévisions de consommation.
- En liaison avec METEO France, recueil des données sur la vitesse du vent ( modèle ARPEGE).
- Etablissement des prévisions de production ( modèle PREOLE).
- Programmation des alarmes en cas de franchissement de certains niveaux de production.
- Programmation de l’intervention des moyens de production thermique en relève de l’intermittence.
- Accéder aux données descriptives des parcs pour anticiper les variations technologiques de production.
Etc…
Ce modèle, développé par AREVA T&D sur appel d’offres, est évolutif en fonction de l’expérience accumulée et de la croissance des productions éolienne et solaire.
Sans être d’un grand intérêt médiatique, ce travail n’en constitue pas moins l’étape clé dans le développement des énergies renouvelables qui ne sauraient être efficaces sans un environnement technologique de réseau reconfiguré pour ce nouvel usage.
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