Par Bertrand Cassoret, Maître de Conférences à l’Université d’Artois, auteur du livre « Transition énergétique, ces vérités qui dérangent » (Deboeck Supérieur).

L’Ademe a publié en 2015 un rapport montrant dans quelles conditions la France pourrait produire son électricité uniquement avec des énergies renouvelables, donc sans énergies fossiles ni nucléaire [Ademe 2015] . Une nouvelle version, précisant en particulier les aspects économiques, est parue fin 2018 [Ademe 2018] .

S’il n’y a qu’une seule chose à retenir de cette étude (qui n’est pas un scénario de transition), c’est qu’elle ne concerne pas toute l’énergie, mais seulement l’électricité (qui représente moins du quart de la consommation d’énergie française).

Elle considère l’utilisation de bois ou de biogaz pour produire de l’électricité, ces sources d’énergie renouvelable seraient alors moins disponibles pour le chauffage.

Elle ne s’interroge pas sur la façon de remplacer (éventuellement par de l’électricité) le chauffage au fuel ou au gaz des bâtiments, sur les procédés industriels qui fonctionnent avec ces énergies, ni sur la majeure partie des transports marchant au pétrole. Tel n’était pas l’objectif de ce travail « à caractère prospectif et exploratoire ».

Cette étude compte sur un fort développement du solaire et un très fort développement de l’éolien. Leur production étant très variable selon la météo, les auteurs se sont interrogés sur les dispositifs de stockage d’énergie et d’effacement à mettre en œuvre. Un travail très complexe.

Un enthousiasme à modérer

Il me semble que l’enthousiasme qu’a suscité cette étude peut être modéré, car elle considère dans son scénario « de référence » :

– une consommation d’électricité en baisse à 422 TWh par an contre environ 440 TWh (consommation nette) en 2018 ; et cela malgré dix millions de véhicules électriques (sur environ quarante millions de véhicules en France).

La consommation de ces dix millions de véhicules représentant au moins 30 TWh par an, il resterait pour les usages actuels moins de 392 TWh, donc une baisse de 11 % par rapport à la consommation actuelle de 440 TWh.

La consommation résidentielle diminuerait de 29,5%, la consommation industrielle de 23,5%. La population devant augmenter dans le futur, certains systèmes polluants au fuel ou au gaz pouvant être remplacés par des systèmes électriques, la prévision d’une consommation en baisse de 11 % me parait assez optimiste (la consommation française d’électricité est stable depuis 2008, elle ne baisse pas ou très peu) ;

–des moments où il faudrait importer de l’électricité depuis l’étranger, pas forcément produite par des renouvelables : 35 TWh seraient importés d’origine non renouvelable, l’Ademe écrit même que « la majorité des imports exploite la flexibilité fossile des systèmes électriques des voisins » ;

– un stockage par batterie dont le bilan environnemental est médiocre. Il faudrait plusieurs millions de tonnes de batteries dont la durée de vie est limitée ;

– une augmentation du nombre de STEP (lacs artificiels, barrages qui permettent de stocker indirectement de l’électricité en pompant de l’eau du bas vers le haut) sans qu’il soit précisé où construire de nouvelles immenses retenues d’eau. Rappelons la forte opposition qu’a rencontrée la construction du barrage de Sivens ;

–un important stockage par « power to gas », technique permettant de transformer de l’électricité en gaz (hydrogène ou méthane), puis en électricité. Cette technique est sans doute prometteuse, mais encore balbutiante et sans réel retour d’expérience : personne ne l’utilise actuellement à grande échelle Compter largement dessus est donc assez ambitieux. On a peu d’informations dans l’étude sur les infrastructures à construire et les contraintes éventuelles ;

–un énorme développement de l’éolien, dont la production serait de 303 TWh par an alors qu’elle ne dépasse pas 200TWh dans une autre étude de l’Ademe concernant toutes les énergies parue en 2017 [Ademe 2017] ; je suis surpris de l’écart. La production éolienne ayant été en France de 28TWh en 2018, il faudrait au moins 7 fois plus d’éoliennes ;

–un facteur de charge optimiste de l’éolien terrestre de 31 % alors qu’il n’est actuellement en moyenne en France que de 21 %, obtenu grâce à des éoliennes de nouvelle génération (le facteur de charge est le rapport entre la puissance moyenne réelle et la puissance installée, il tient compte du vent réel) ;

– une puissance éolienne installée de 96 GW contre 15 en 2018. On a installé en France environ 1,5 GW par an ces dernières années et la durée de vie d’une éolienne est probablement inférieure à vingt-cinq ans. Il faudrait donc, en vitesse de croisière, tripler la cadence d’installation, donc disposer de trois fois plus de capacités de fabrication, de personnels qualifiés, de grues… ;

– d’importants reports de consommation (60 TWh) des usines, de chauffage des maisons, de chauffage de l’eau ou d’usage d’appareils électroménagers. Il faudrait, essentiellement en fonction du vent et du soleil, parfois différer dans le temps leur mise en marche lorsque la production ne suffit pas. Ainsi l’Ademe considère que sont « flexibles » 55% des consommations industrielles, 56% des consommations d’électroménager, 75% du chauffage, et 80% des recharges de véhicules électriques.

Cet aspect me parait fondamental : si l’on n’accepte de ne consommer de l’électricité que lorsque le vent souffle, effectivement l’éolien est plus pertinent !

J’ai du mal à imaginer que l’on pourra tant « reporter » le fonctionnement des machines des usines et les chauffages. Les usagers de véhicules électriques accepteront-ils au risque d’avoir une batterie insuffisamment chargée au moment de partir ?

Les industriels pourront ils différer leurs productions ? En tout cas Il s’agit d’une tendance vers un moindre confort, puisqu’il faudrait parfois décaler les horaires de travail des salariés, éviter de chauffer son logement lorsqu’il fait froid, de faire la cuisine lorsqu’on a faim… ;

–un ajustement offre-demande modélisé trop peu finement (heure par heure), les auteurs soulignant eux-mêmes que la gestion de la stabilité du réseau électrique n’est pas traitée dans l’étude. En effet l’ajustement permanent des puissances consommées et produites nécessite des boucles de régulation très complexes actuellement facilités par l’énorme inertie des masses tournantes des gros alternateurs [Sapy] .

Personne ne sait à l’heure actuelle si un réseau largement alimenté par l’intermédiaire de la nécessaire électronique (placée entre les panneaux solaires, éoliennes, batteries et les lignes de transport) serait capable de fournir les appels de courant nécessaires, par exemple, au démarrage d’un TGV.

Les spécialistes estiment que « maîtriser la sécurité d’un tel système nécessite de nouvelles solutions dont le fonctionnement technique et le passage à l’échelle reste à valider [Systèmes] .

L’Ademe indique d’ailleurs que « des analyses supplémentaires seraient nécessaires pour approfondir cet aspect du système électrique ».

Un mix électrique 100% renouvelables difficile à atteindre

La principale conclusion que je tire de ce rapport est qu’il serait très difficile d’avoir en France un mix électrique 100 % renouvelables.

Les ingénieurs et physiciens Dominique Grand, Christian Le Brun, Roland Vidil ont analysé finement cette étude : dans un article publié en mai 2016 dans la Revue de l’énergie[Grand] , ils en concluent que « la puissance totale installée, nécessaire pour assurer la réalisation du mix, représenterait plus du double de la valeur actuelle », que « l’apport du gaz issu de la méthanisation est insuffisant pour combler le manque de production », que « des combustibles fossiles doivent être brûlés » et que « le scénario 100 % renouvelables émet des gaz à effet de serre dans une proportion égale au mix actuel en première approximation ».

Dominique Finon, chercheur en économie et spécialiste de l’énergie, qualifie de « très optimistes » les hypothèses de l’Ademe sur l’amélioration de l’efficacité énergétique et « d’héroïques » les hypothèses économiques.

Il remarque que la puissance d’effacements est au moins de 60 GW dans le scénario alors qu’elle n’était que de 2 GW en France en 2018 et que RTE l’estime au maximum à 9 GW en 2030. Il note également qu’il faudrait un triplement des capacités d’interconnexion, c’est-à-dire des lignes électriques aux frontières [Finon SPS] .

L’académie des Technologies, société savante française dont le but est d’éclairer la société sur le meilleur usage des technologies, affirmait en décembre 2018 que « les conclusions de l’étude de l’Ademe doivent être prises avec la plus grande prudence » et « ne devraient en aucun cas servir de base à des décisions de politique publique » [Académie] .

Sylvain Lassonde conclut dans sa thèse de Doctorat sur le thème « Potentiels et limites météorologiques et climatiques d’un foisonnement des énergies renouvelables » : « nous avons également montré que les évènements dimensionnant les importants volumes d’énergie stockée correspondent à des périodes qui n’ont pas été étudiées par les autres études comme l’Ademe » et estime que cet organisme n’a pas considéré la climatologie sur une assez longue période [Lassonde] .

Mon impression est qu’on a absolument voulu montrer par A+B qu’une sortie du nucléaire est possible sans utiliser d’énergies fossiles et qu’on a choisi les hypothèses permettant d’arriver à la conclusion désirée. Il est clair que l’Ademe n’est pas dirigée par le lobby nucléaire…

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Références :

[Académie] Académie des Technologies,Trajectoires d’évolution du mix électrique 2020-2060, commentaires d’une étude Ademe publiée le 10 décembre 2018, janvier 2019.

[Ademe 2015] ADEME,Un mix électrique 100 % renouvelable ? Analyses et optimisations, 2015.

[Ademe 2017] ADEME,Actualisation du scénario énergie-climat, ADEME 2030-2050, 2017.

[Ademe 2018] ADEME, Trajectoires d’évolution du mix électrique2020-2060, 2018.

[Finon SPS] Dominique Finon, « Les conséquences d’un tout renouvelable pour la production d’électricité », revue Sciences et pseudo-sciences n° 329, juillet-septembre 2019, pp 52-57.

[Grand] Dominique Grand, Christian Le Brun, Roland Vidil, « Un mix électrique à 100 % renouvelable : avec quelles conséquences ? »,La Revue de l’énergie, n° 631, mai-juin 2016.

[Lassonde] Sylvain Lassonde,Potentiels et limites météorologiques et climatiques d’un foisonnement des énergies renouvelables, thèse de Doctorat de l’Université Paris-Saclay soutenue le 21 juin 2018.

[Sapy] Georges Sapy, « Les énergies intermittentes mettent-elles en cause la stabilité des réseaux ? », revue Sciences et pseudo-sciences n° 329, juillet-septembre 2019, pp 47-51.

[Systèmes] Les systèmes électriques de demain, éditions Lavoisier, 2018.