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13 février 2015 5 13 /02 /février /2015 11:48

13 Février 2015

Les objectifs du Grenelle de l’environnement comportent des engagements sur le développement des énergies renouvelables. Sans être impérieux et contraignants, ces engagements impliquent la mise en œuvre effective d’un programme industriel dont les résultats seront en accord avec les objectifs convenus.

Il s’agit en fait d’initier un mouvement vers une transition énergétique visant à réduire, voire supprimer à longue échéance, la part des énergies fossiles dans le mix énergétique.

Les engagements du Grenelle ont entre autres pour objectif la réduction des émissions de CO2. La production électronucléaire étant exempte de CO2, la France se trouve en position favorable sans avoir à investir lourdement dans les nouvelles énergies.

Aujourd’hui, grâce au nucléaire, à l’hydraulique, et à un peu d’éolien terrestre et de solaire, le mix énergétique français comprend environ 25% de décarboné pour la consommation finale. Il s’ensuit un retard certain dans les domaines de la production issue des énergies nouvelles.

Cette situation n’est pas tenable à long terme. D’une part parce que 25% ne sont pas suffisants, il faut viser très au-delà de 50%, et d’autre part parce que l’électronucléaire est menacé dans son principe et sa part de production doit être réduite, ce à quoi s’est engagé le Gouvernement.

Nous avons vu dans l’article précédent que l’arrêt des seuls vingt réacteurs les plus anciens entraînerait un déficit immédiat de production électrique de 120 TWh. Le temps est donc venu d’investir lourdement dans les énergies nouvelles, non plus pour des études de procédés innovants, mais bien pour des réalisations industrielles qui soient autre chose que des démonstrateurs.

Le premier effort significatif a été décidé sur l’éolien offshore, pour plusieurs raisons:

La France possède l’un des potentiels offshore parmi les plus importants d’Europe, tant en ce qui concerne les éoliennes posées que flottantes.

Les industriels français ( ALSTOM et AREVA) possèdent déjà une compétence dans le domaine des machines posées de forte puissance et une activité industrielle à l’export.

L’objectif fixé par le Gouvernement est d’atteindre une puissance installée nominale de 6 000 MW à l’horizon 2020, pour une production annuelle de 18 TWh environ avec un facteur de charge de 35%. Il s’agit bien sûr d’une première étape, mais d’une ampleur significative.

Une première partie de l’objectif porte sur 3000 MW, qui ont été attribués sur deux appels d’offres. Techniquement il s’agit d’éoliennes posées, d’une puissance de 5 à 8 MW selon les offres retenues. L’ensemble comprendra environ 1000 machines réparties en six parcs sur la côte atlantique.

La mise en service de ces installations est espérée pour 2018-2020 sous réserve du bon déroulement des travaux associés d’enfouissement des câbles, d’atterrage et de raccordement au réseau.

Un troisième appel d’offres est envisagé en 2015 pour tâcher de s’approcher de l’objectif de 6 000 MW. Cet ensemble de 6000 MW, qui pourrait être opérationnel à l’horizon 2025, produira annuellement 18 TWh, équivalent à trois réacteurs de 900 MW.

Or, pour compenser l’arrêt de seulement vingt réacteurs de ce type, ce n’est pas 18 TWh qu’il faut produire, mais bien 120 TWh, soit près de sept fois plus !

Et il resterait encore 38 réacteurs en fonctionnement…

La construction d’un parc éolien doit s’accompagner de la mise en œuvre des moyens de compensation de l’intermittence de la production car, même au large des côtes, le vent n’est pas régulier. La plage de vent exploitable s’étend de 10 km/h à 90 km/h environ, la puissance variant comme de cube de la vitesse.

Le régulateur du réseau de distribution doit donc connaître les prévisions de production afin de déclencher au moment opportun les moyens de substitution ou de stockage. Ces prévisions s’expriment en probabilité d’avoir, pour un parc donné, tel niveau de production à telle échéance, au quart d’heure près. Ceci nécessite de disposer d’un maillage météorologique dense et précis à quelques centaines de mètres près, sous peine d’avoir à gérer des « black out » à répétition.

Les moyens de substitution doivent être capables de démarrer rapidement, de fournir des puissances très élevées, et d’assurer leur service sur des durées qui peuvent être très longues, fonction des conditions météo saisonnières.

On utilise à cet effet des centrales thermiques, si possible CCG ( Cycles Combinés à Gaz). Les STEP ( Stations de Transfert l’Energie par Pompage) permettent d’assurer également la relève, mais pour une courte durée, fonction de la capacité du réservoir d’eau.

Ces moyens de compensation de l’intermittence sont indissociables des moyens de production Solaire et Eolien. Leur ampleur est fonction de plusieurs facteurs:

- L’historique des fluctuations de production pour chaque parc, qui ne peut évidemment être connu qu’à l’issue de plusieurs années d’exploitation.

- Les possibilités d’équilibrage de la production par la mise en commun des ressources de tout les parcs raccordés au réseau. Une baisse de production dans une région peut être en partie compensée par un excès dans une autre.

- Les possibilités d’échanges transfrontaliers avec les autres pays producteurs grâce aux interconnexions à haut débit.

- Les possibilités de gérer la demande grâce à l’instauration du réseau intelligent ( Smart Grid) .

Aux parcs éoliens de la côte atlantique devront être adossés des moyens de relève capables de fournir une production de base de 2 ou 3 TWh au moins.

On constate qu’il ne suffit pas de planter des éoliennes et de les raccorder au réseau pour faire une transition énergétique. Il faut en fait développer une approche différente de la gestion de ce réseau, ce qui nécessite des investissements importants et une acceptation du public, notamment en matière d’interactivité.

On mesure l’énormité de l’effort industriel à accomplir pour espérer remplacer un jour le parc électronucléaire par un parc d’énergies durables. Mais la première pierre est posée, et l’appétit vient en mangeant…

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