Les énergies renouvelables vont-elles tuer le nucléaire ?

Le développement des énergies éoliennes et photovoltaïques sera limité par des contraintes techniques.

Par Michel Gay1

Le projet de loi sur la transition énergétique contient, dans son article premier, une réduction à 50% de la part du nucléaire dans la production d’électricité par rapport à 2012, et une montée de la part des énergies renouvelables intermittentes, notamment l’éolien et le solaire. Or, la consommation d’électricité, en France, varie beaucoup de façon saisonnière, hebdomadaire et journalière. La production totale d’électricité doit l’égaler à tout instant pour que le système électrique se maintienne, car l’électricité ne peut pas être stockée massivement pour répondre aux besoins de la France.

Consommation et puissances fournies par les différents moyens de production
2012 – 2014

Electricité Consommation et puissances fournies par les moyens de productions
Cliquer pour agrandir. Noter les renouvelables (hors hydraulique) en bleu clair, et l’exportation en jaune.

 

Pour arriver à cette égalité, les moyens de production sont sollicitées suivant leurs capacités à suivre des variations de fonctionnement alors que l’éolien et le solaire varient chacun de leur côté, au gré de la météorologie et de l’alternance jour-nuit, sans corrélation avec les besoins. Leur insertion avec priorité d’accès au réseau impose en plus une nouvelle contrainte sur les autres modes de production. En effet, non seulement ils doivent s’adapter à la consommation, mais ils doivent aussi s’adapter à l’intermittence de ces énergies renouvelables pour que le total des productions soit égal à la consommation, instantanément et en permanence.

Tant que les énergies renouvelables intermittentes éoliennes et solaires (EnRi) apportent une contribution faible, elles perturbent peu le pilotage du réseau. Mais, si leur part devait augmenter fortement, il en résulterait de graves difficultés.

Cette perturbation peut être évaluée avec les hypothèses suivantes qui sont cohérentes avec le projet de loi :

  • la consommation d’électricité transitant sur le réseau de transport d’électricité est supposée inchangée,
  • la part du nucléaire est ramenée à 50% de la production de 2012,
  • la part de l’hydroélectricité est inchangée,
  • la production des EnRi est portée au niveau qui permet de satisfaire la demande annuelle.

Cette hypothèse demande de décupler les réalisations éoliennes et solaires de 2012 (année de référence dans le projet de loi). L’évolution annuelle de la production des EnRi serait alors obtenue en multipliant par dix les variations de puissance enregistrées en 2012 (courbe ci-dessous).

Somme des productions éoliennes et PV décuplées

La courbe montre alors des variations très rapides de puissance entre deux situations de déficit ou d’excès, avec de fortes amplitudes allant de presque « zéro » à 60 gigawatts (GW), soit de 0% à 80% de la demande moyenne en puissance (entre 50 GW en été, et plus de 80 GW en hiver). Elles ne peuvent donc pas être gérées sans moyen de stockage industriel de grande capacité. Or, seules les stations de pompage hydro‐électriques (dites STEP) assurent aujourd’hui, pour une faible part2 ce stockage, et tout nouveau système est encore à imaginer.

L’absence de stockages massifs d’électricité a deux conséquences sur le développement des EnRi :

  1. la nécessité de construire de nouvelles centrales à combustibles fossiles capables de variations rapides qui fournissent l’appoint en période de sous-production,
  2. la formation d’un surplus ingérable (il ne peut pas être stocké) dans les périodes de surproduction.

Dans l’état actuel des techniques, la part des énergies renouvelables dans le mix électrique ne peut pas dépasser environ 30% de la production électrique sans entrainer des surproductions ingérables et des investissements impossibles à financer et à amortir. Les limites obtenues pour l’Allemagne sont du même ordre de grandeur.

énergie renouvelable rené le honzec

De plus, dans le cas de 40% de production EnRi en France, la consommation d’énergie fossile et l’émission annuelle de CO2 dans la production électrique doublerait par rapport à celle de 2012.

Dans ce cas, il faudrait alors réduire de manière drastique les transports et le chauffage des logements pour abaisser la consommation des énergies fossiles et les émissions de CO2, ou… augmenter la part d’énergie nucléaire.

Il va bien falloir choisir !


ANNEXE : Productions électriques journalières éolienne et photovoltaïque en 2013

Production élioenne 2013Production photovoltaïque 2013Production cumulée éolien + PV 2013

  1. Extraits adaptés de l’étude « Transition énergétique et mix électrique : les énergies renouvelables peuvent-elles compenser une réduction du nucléaire ? », D. Grand, C. Le Brun, R. Vidil, Revue de l’Énergie, 619, mai-juin 2014.
  2. Environ 4 GW qui ne représentent que 5% des puissances régulièrement appelées (50 à 80 GW), et dont le potentiel d’accroissement est faible.