A propos du rapport fuité de l'Ademe: Un rapport de l'Ademe envisage l'électricité à 100% par les ENR à l'horizon 2050.
Je retiens de cette étude ceci "L’Ademe est tout à fait consciente que cette étude n’est qu’une première pierre à un édifice qu’il sera nécessaire de continuer de construire les années prochaines. Les résultats engendrent de nouvelles questions que de futures études pourront très certainement traiter".
Cette étude est nécessaire car il faut se demander comment assurer l'équilibre demande-production à tout instant (car l'électricité ne se stocke pas) avec des moyens de production aussi dispersés et de faible capacité unitaire que seraient une configuraton avec 100% d'EnR. Le système centralisé national auquel nous sommes parvenus aujourd'hui(*)- avant la guerre 39-45 l'électricité était produite et distribuée par des petites centrales locales - est un ensemble de très grosses centrales et un réseau de transport distribution jusqu'aux millions d'utilisateurs. Les consommateurs sont connectés au réseau via des compteurs qui fixent la puissance maximum qu'ils peuvent prélever.
(*) 75% de l'électricité est produite par le nucléaire sur 19 sites et 56 réacteurs [lien].
La régulation du réseau consiste à assurer l'équilibre c'est à dire l'égalité, à tout moment de la journée et en toutes saisons de l'année, de la production et de la demande d'électricité. La production ce sont des alternateurs tournant à 1500 tours ou 3000 tours par minute (*) entrainés par des moteurs - des turbines à vapeur, des turbines à eau ou à gaz - qui transforment l'énergie mécanique de ces moteurs en énergie électrique alternative.
(*)Cela dépend de la construction de l'alternateur, du nombre de pôles opposés NS du stator (deux pôles 3000tr/mn ou quatre pôles 1500tr/min) et des enroulements du rotor en nombre de bobines en rapport avec ce nombre de pôles. Une machine à 4 pôles coûte plus cher qu'une machine à 2 pôles car il y a plus de cuivre, d'enroulages et de bobines; mais elle tourne deux fois moins vite.
1500 ou 3000 tours par minute se traduit électriquement par la fréquence du réseau de 50 cycles par seconde appelés Herz. Chez l'utilisateur, ce sont ces 50 Herz fournis à une intensité et à une tension fixées au compteur - ce qui limite la puissance que l'utilisateur peut appeler au réseau - qui permettent de faire tourner une machine à laver, un moteur de climatiseur ou de frigidaire, une télévision ou des machines outils chez des industriels etc. aux conditions de marche correctes fixées par le constructeur de ces machines. Si la qualité du courant se dégrade en tension, en fréquence et autres paramètres, les machines ne fonctionnent pas correctement et peuvent être endommagées irrémédiablement [voir qualité de l'électricité]. Côté producteur la hausse de la demande signifie que l'alternateur ne parvient pas à donner le courant électrique de la qualité demandée. La machine qui l'entraine est freinée par trop d'ultilisateurs qui appellent. Il faut donc soit supprimer des utilisateurs ou mettre en route quelque part d'autres machines et alternateurs.
Le système de régulation national (dispatching) réalise cet ajustement en permanence en appelant des producteurs qui sont en stand-by, à commencer par les centrales hydrauliques de haute chute, de moyenne chute, puis les centrales à turbines à gaz puis les centrales à fuel et à charbon. Ces machines sont en stand-by, c'est à dire qu'elles peuvent se connecter au réseau avec la qualité d'électricité requise, en un temps très court sur appel du dispatching. Les sources de fonctionnement des machines mécaniques qui font tourner les alternateurs sont disponibles immédiatement - eau, gaz, vapeur haute pression produite par le charbon ou par la réaction nucléaire. Le système de régulation connait les caractéristiques de la demande à tout moment de l'année 8760 heures par des historiques heure par heure qui permettent d'anticiper et d'ajuster la production à la demande: c'est la courbe monotone de puissance.
Le monotone de puissance permet de connaître la puissance maximum appelée et de la comparer à la puissance moyenne - cela varie chaque année en fonction des conditions climatiques. La puissance maximum en 2013 a été de 92.6 GW (102.1 en 2012 82.5 en 2014) et la puissance moyenne était de 56.51GW (55.88 en 2012 nd en 2014) [source: Observatoire de l'électricité]. Le ratio pointe sur puissance moyenne était donc de 1.64 en 2013 et de 1.83 en 2012. La puissance moyenne produite à la demande est sensiblement égale à la puissance installée en nucléaire. L'Observatoire de l'électricité nous apprend aussi que la consommation d'électricité en résidentiel par an et par habitant est passée de 2030kWh en 1981 à 4760kWh par habitant en 2013, principalement à cause du chauffage et de la climatisation.
Voir les principaux chiffres de production et de puissance électrique en France extraits du site de l'Observatoire de l'industrie électrique (OIE). On y trouve aussi les monotones de puissance depuis l'année 2006.
Ces statistiques montrent [lien] que l'énergie éolienne en 2014 contribue 3.1% à la production totale de 540.6TeraWattheures et les autres énergies renouvelables à 2.3%. C'est avec l'hydraulique 12.6% que l'on atteint les 18% d'énergies renouvelables dans le mix énergétique. Les énergies éolienne et photovoltaïque sont "fatales" c'est à dire qu'elles sont obligatoirement produites et injectées dans le réseau de distribution aux millions d'utilisateurs au prix de revient de ces énergies (*). La concentration du mix actuel dans de grandes centrales (nucléaire en France) est [visible ici]. Et le monotone des 8740 heures de 2013 [ici] (les années 2008 et 2012 sont bisextiles; elles ont donc 1 journée soit 24 heures de plus).
(*) que l'EDF facture aux clients par la CSPE (contribution spéciale pour la production d'électricité [renouvelable].
Tout cela étant, la question est de savoir si un parc de production d'énergies renouvelables beaucoup plus dispersé et de capacités unitaires beaucoup plus faibles que le parc actuel très concentré pourrait s'adapter au monotone de puissance actuel et anticipé. C'est un des principaux objets de l'étude; et on voit que ce n'est pas simple. Avec seulement 5.4% de la production électrique 2014 en EnR (hors hydraulique), on est très loin de l'hypothèse 100% EnR. La conclusion pourrait bien être que c'est impossible et qu'il faudrait changer complètement le système. Laissons donc les spécialistes de ces questions travailler pour éclairer cet enjeu important de la transition énergétique. Et ne pas se référer à l'Allemagne, car là le mix énergétique c'est du charbon et du gaz à la placce du nucléaire chez nous.
Mis en ligne le 01/08/2014 
pratclif.com
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