Variabilité des renouvelables : nos réseaux électriques sont-ils en danger ?

Les énergies renouvelables « variables » comme l'éolien et le solaire occupent une part croissante dans le mix énergétique des pays européens. Certains y voient une sérieuse menace pour l'équilibre des réseaux électriques, d'autres affirment qu'il s'agit d'un faux problème. Qu'en est-il exactement ? Décryptage.

Les médias regorgent autant de chroniques annonçant l'imminence de blackouts liés à « l'intermittence » des énergies renouvelables, que d'articles vous enjoignant de « circuler car il n'y a rien à voir ».

Un fait est acquis : les énergies renouvelables représentent plus de la moitié des investissements dans la production d'électricité. Avec, pour corollaire, une part d'énergie verte de plus en plus importante dans le mix électrique des Etats membres de l'Union européenne : en 2019, le Danemark a couvert 75% de ses besoins électriques par les renouvelables, l'Autriche 72%, la Suède 56,8%, la Finlande 47% et l'Allemagne 40%[1] pour ne citer que les meilleurs élèves de la classe.

Précisons d'emblée que le terme « intermittence » est mal approprié : la production d'électricité ne s'interrompt pas comme on éteint la lumière. Il n'y a pas de position 'on' ou 'off', mais une variabilité de la production en grande partie prévisible : le soleil se lève et se couche à l'heure prévue, et la nébulosité comme la force du vent peuvent être calculées par les météorologues qui disposent de simulateurs numériques dont la fiabilité s'améliore d'année en année. La production attendue des énergies « variables » peut donc être déterminée par les gestionnaires de réseau plusieurs jours à l'avance.

Des énergies vertes « modulables » et « pilotables« 

Malgré cette prévisibilité des sources renouvelables, il est clair que des moyens de production modulables doivent rester disponibles pour assurer la stabilité d'un réseau électrique, et fournir du courant lorsque les renouvelables n'en produisent pas assez. Ou pour moduler à la baisse lorsque l'énergie produite est excédentaire. Malgré une part de renouvelables de plus de 40% dans son mix énergétique en 2018, l'Allemagne a conservé plus de 200 GW de moyens de production d'électricité « pilotables », principalement au charbon et au gaz. Ceux-ci peuvent compenser la chute éventuelle de l'offre et garantir la stabilité du réseau.Au Danemark, par contre, de nombreuses centrales au charbon ont été remplacées par des centrales à biomasse, modulables et pilotables elles aussi. Elles couvrent aujourd'hui plus de 25% des besoins électriques du pays et peuvent donc relayer les parcs éoliens par de l'électricité renouvelable lorsque la force du vent faiblit. Elles utilisent notamment comme combustible les importants surplus de paille produits par l'agriculture danoise. Et en Allemagne, les centrales à biomasse et hydroélectriques (également pilotables) fournissent déjà plus de 12% de l'électricité consommée.

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Une variabilité inquiétante ?

Il est néanmoins vrai que l'amplitude des variations dues aux aléas de la production des énergies vertes variables suscite certaines inquiétudes : en France, en 2019, la puissance éolienne a oscillé entre 46,7 GW et 0,4 GW. Celle-ci peut aisément passer de 10 GW à moins de 3 GW en à peine quelques heures.La puissance délivrée par les panneaux photovoltaïques, entre la pointe méridienne d'hiver et le solstice d'été, a fluctué entre 1,3 GW et 33,6 GW.Dans la nuit du 24 janvier 2019, l'éolien et le photovoltaïque n'ont fourni que 0,65 GW de puissance, soit moins de 1% de la puissance consommée à ce moment.Et en Allemagne, la part des énergies variables peut parfois atteindre 75% de la production, mais également ne couvrir que 15% à peine quelques jours plus tard.

Si d'aucuns mettent en avant la complémentarité du solaire et de l'éolien, d'autres alertent donc contre les risques de déséquilibre des réseaux si la proportion des énergies renouvelables variables devient trop importante. Cette année, les Etats-Unis et le Royaume-Uni ont connu en avril des épisodes de coupure du courant. Bien que des défaillances de centrales thermiques aient été à l'origine de ces événements, ceux-ci sont utilisés par certains pour pointer la fragilité des réseaux face à la montée en puissance des énergies alternatives.

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Le foisonnement comme remède à la variabilité ?

L'intermittence ou plutôt la variabilité de certaines sources d'énergie renouvelable suppose une adaptation constante des réseaux aux cycles naturels. Pour remédier à leurs fluctuations, les scénarios projetant des mix électriques bâtis sur 100% d'énergies renouvelables d'ici 2050 prévoient notamment un développement plus important des technologies de production d'énergies vertes modulables et pilotables : hydroélectricité, centrales à biomasse, géothermie, énergies de la mer. Ils tablent aussi sur la théorie du « foisonnement ».

 A l'échelle nationale et certainement continentale, les sites de production éoliens et solaires sont suffisamment éloignés les uns des autres pour que les conditions météo soient différentes à un instant donné. Par exemple, une tempête septentrionale pourra compenser l'anticyclone qui s'installe dans le midi. Une dépression venant de l'Atlantique mettra 2 jours à traverser la France et une semaine pour se déplacer à l'autre extrémité de l'Europe. La production éolienne liée à ce passage s'étalera donc sur plusieurs jours et les interconnexions entre les réseaux des différents Etats permettront de la mutualiser. A l'échelle d'un continent, les productions variables cumulées sont donc plus constantes que celles d'une seule région et les prévisions sur l'ensemble du territoire sont plus précises. C'est ce qu'on appelle le foisonnement.

Ce terme décrit la capacité de la production d’électricité d'une zone climatique à compenser un excès ou un déficit de production dans une autre zone climatique ... Lire la suite de l'actu sur revolution-energetique.com