L’éolien et le solaire, alternatives décarbonées au nucléaire: une arnaque d’anthologie?

(Dossier constitué par Jean-Bernard Deloly,
ancien élève de l’Ecole Polytechnique et de
l’Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications.)

 27/01/2022a

Présentation 

• Du fait de l’intermittence du vent et de l’ensoleillement, on ne peut absolument pas compter sur des éoliennes et des panneaux solaires, et cela même si la totalité du potentiel de la France était exploité : l’effet de foisonnement (« il y toujours du vent quelque part : il suffit d’aller le chercher ») est en fait A moins, évidemment, de disposer de capacités de stockage suffisantes.

Mais les capacités permises par les technologies disponibles, qui ne permettraient même pas d’assurer la consommation d’une seule journée, n’y changeraient rien. Et, si l’on voulait que la totalité de leur production soit pleinement utilisable, c’est la consommation d’environ un mois qu’il faudrait stocker.

Il n’y a aujourd’hui qu’une voie identifiée pour augmenter très fortement les capacités de stockage: la disponibilité d’une filière « power to gas to power » (production d’hydrogène par électrolyse, éventuellement production de méthane par combinaison avec du CO2, puis enfin production d’électricité à partir du gaz de synthèse ainsi constitué). Mais il est strictement impossible de compter dessus : si la faisabilité industrielle de l’étape « power to gas » est plausible (du moins si elle est alimentée par du nucléaire pilotable, et non pas par des excédents intermittents et extrêmement fluctuants d’éolien et de solaire), celle de la filière complète n’est absolument pas acquise, et ne le sera peut-être jamais. De toute façon, son faible rendement augmenterait de façon rédhibitoire le nombre des installations nécessaires. En cohérence avec tout cela, au seul vu des planifications actuelles (PPE 2019-2028), il est certain qu’elle ne sera pas disponible dans les vingt ans à venir et, pour la suite, aucune date n’est annoncée. En particulier RTE ne la prévoit pas pour ses scénarios 2050 : sa disponibilité ne se trouve pas dans la liste des points durs qui devront avoir alors été levés.

• En attendant, quelle que soit la puissance installée éolienne et solaire, celle des centrales pilotables doit rester supérieure à la puissance maximum consommée. L’éolien et le solaire ne peuvent donc que se substituer à une partie de la production potentielle de ces centrales pilotables. Mais jusqu’à quel pourcentage, mesuré sur une année pleine ?

Lorsque la puissance installée pilotable est supérieure à la puissance maximum consommée, on se trouve dans une situation confortable. S’il y a ni vent ni soleil, il suffit de faire appel aux sources pilotables, comme on l’a toujours fait. Et, s’il y en a, il n’y a nul problème technique posé par l’éolien et le solaire, du fait de la priorité d’injection sur le réseau qui leur a été conférée (contraintes très fortes sur les réseaux de transport ; déstabilisation du réseau), qui ne puisse être résolu en les bridant plus ou moins. Mais on se prive alors d’une part plus ou moins importante de leur production potentielle. Evidemment, en outre, à moins que leurs propriétaires ne soient dédommagés de l’électricité non produite, leur rentabilité peut s’en retrouver profondément dégradée.

Pour que le courant puisse être délivré dans les plages de fréquence et de tension imposées, consommation et production doivent être en permanence rigoureusement équilibrées sur l’ensemble du réseau, la sanction étant la panne plus ou moins générale. En l’absence du stockage de très grande capacité, la quasi-totalité des excédents de production est donc perdue, soit par bridage, soit par brûlage sur des résistances. Ce n’est qu’à partir d’un certain seuil du taux d’injection moyen sur l’année que ces excédents apparaissent, mais ils croissent ensuite de plus en plus rapidement. Pour

évaluer cela on a considéré un mix éolien+solaire optimisé de façon à les minimiser. En considérant par ailleurs résolus tous les problèmes techniques, ou trouve que le taux d’excédent, qui est aussi le taux de perte, reste insignifiant tant que le taux d’injection moyen sur l’année de ce mix reste inférieur à 30%, mais croît ensuite de plus en plus rapidement, pour atteindre, vers 60%, des valeurs qui semblent objectivement déraisonnables.

En fait c’est bien auparavant (vers 40%, après avoir tout reconstruit autour de l’éolien et du solaire ?) que, dans deux ou trois décennies, on devrait se retrouver bloqué par les problèmes techniques associés à leur priorité d’injection, notamment par celui de la stabilisation de fréquence.

• Si les centrales pilotables sont pour l’essentiel des centrales à combustible fossile, on reste très loin d’une décarbonation complète de l’électricité, mais il y a tout de même, certes au prix d’une explosion du coût de l’électricité, d’un service rendu devenu plus ou moins tributaire de la météo, voire des saisons, ainsi que, du fait de l’énormité des superficies à exploiter, d’un impact environnemental et écologique très fort, une incontestable réduction de l’utilisation du thermique

Si, par contre, il s’agit principalement de centrales nucléaires, il n’y a aucune réduction d’autant que, lorsqu’il y a à la fois une importante composante nucléaire et du thermique fossile, c’est essentiellement du nucléaire qui est remplacé, à l’issue de mécanismes parfois complexes. Cela ne fait que réduire le taux d’utilisation du parc nucléaire, ce qui est économiquement absurde, à l’évidence, mais l’est aussi techniquement : utiliser des réacteurs nucléaires en « back-up » d’une production extrêmement fluctuante les écarte très fortement leur plage d’utilisation optimum. Il n’en serait évidemment pas de même si l’on ne faisait appel à l’éolien et au solaire que lorsqu’ils sont effectivement utiles, c’est-à-dire lorsque le nucléaire, complété par les autres sources décarbonées, ne permet pas de couvrir la consommation. Mais il y aurait alors effondrement du taux d’utilisation de leur production potentielle.

• Telle est aujourd’hui l’ubuesque situation dans laquelle se retrouve aujourd’hui la France qui, disposant depuis la fin du siècle dernier d’un système de production pouvant lui fournir jusqu’en 2040 au moins une électricité presque totalement décarbonée, s’est lancée au début du siècle dans un programme de développement massif de l’éolien et du solaire. En 2015, de plus, elle s’est fixée comme objectif, pour « diversifier son approvisionnement», d’avoir remplacé environ un tiers de sa production nucléaire, à une date qui est aujourd’hui au plus tard 2035, par de l’éolien et du solaire, assurant ainsi leur plan de charge pour une vingtaine d’années : il s’agissait en effet de passer la part de la production française de 5% à environ 25% (aujourd’hui on en est à peu près à 10% : c’est en 2019 que leur cumul (8,5% ) a dépassé le fossile (7,9%), qui n’avait en fait que très peu diminué par rapport à 2006 (des hivers de plus en plus doux étant sans doute la principale cause de cette tendance à la baisse).

Soit donc on garde le parc nucléaire actuel tel quel jusqu’en 2040, ce qui a priori est tout à fait possible au vu de l’ensemble des informations dont on dispose, en le sous utilisant de plus en plus. Soit, comme le prévoit le PPE 2019-2028, interviennent des fermetures anticipées de réacteurs, qui, au contraire de ce qui s’est fait en Allemagne, ne seront pas compensées par des mises en service concomitantes de centrales thermiques (puisqu’il s’agit politiquement de continuer à faire croire que des éoliennes et des panneaux solaires peuvent remplacer des centrales pilotables). L’éolien et le solaire se substitueront donc toujours essentiellement à du nucléaire, qui dans tous les cas restera de très loin la composante pilotable majoritaire, et non pas à du fossile. On aura de plus dégradé la sécurité d’approvisionnement en électricité, perdu l’indépendance nationale, et augmenté les émissions de CO2, puisque le nucléaire supprimé, décarboné, ne peut qu’être remplacé par un mix fossile+éolien+solaire fortement carboné.

Dans tous les cas, on a d’ores et déjà la certitude que, jusqu’en 2040 au moins, éolien et solaire auront fait double emploi avec le nucléaire. Leur production, inutile, n’aura servi qu’à créer des problèmes techniques qui, sans cela, n’auraient tout simplement pas existé. En ce qui concerne le bilan carbone, l’échec aura été total : non seulement l’utilisation du fossile n’en aura pas été réduite, mais les émissions de CO2 en auront été augmentées: la fabrication, la mise en place et le démantèlement des installations sont en effet carbonés.

• Le simple bon sens impose un moratoire immédiat, qui ne devrait être levé que lorsque l’on disposera d’une certitude raisonnable de la disponibilité d’un stockage de très grande capacité et de rendement acceptable dans un avenir suffisamment De simples considérations de bonne gestion imposent en outre de faire le point sur ce qu’ont aujourd’hui apporté l’éolien et le solaire français, ainsi que sur ce qu’ils auront pu apporter en 2040, date à laquelle les éoliennes aujourd’hui en cours d’installation arriveront en fin de vie.

Et après 2040 ? Le problème est insoluble. Si on sort plus ou moins complètement du nucléaire, en l’absence de ce stockage de très grande capacité, cela ne pourra déboucher que sur une importante recarbonation, un coût de l’électricité extrêmement élevé, et un très important impact environnemental et écologique. Et, si le parc nucléaire reste important, il assurera toujours l’essentiel du back-up de l’éolien et du solaire. Ces derniers continueront donc toujours à se substituer essentiellement à du nucléaire et, si leur production est très élevée, ce que prévoient tous les scénarios RTE 2050 d’octobre 2021, sa rentabilité en sera laminée.

On ne peut en outre compter sur eux pour remplacer du fossile par de l’électricité décarbonée, puisque, en l’absence de stockage de très grande capacité, il n’y a d’autre solution que d’augmenter la puissance pilotable décarbonée, autrement dit la puissance pilotable nucléaire, seule à disposer d’un potentiel de croissance élevé. A moins de trouver des utilisations compatibles avec leur intermittence et leurs très importantes fluctuations, ce qui est très limitatif.

Comment donc résoudre un problème insoluble ? Un premier tour de prestidigitation fait croire que ce sont les éoliennes et les panneaux solaires que l’on voit dans nos campagnes qui remplacent du combustible fossile, et non les centrales nucléaires en « back-up », à la production desquelles ils ne font que substituer la leur propre.

Mais, dans les scénarios 2050, l’éolien et le solaire ont été augmentés, et le nucléaire pilotable diminué, « pour éviter les surcapacités ». En l’absence de stockage de très grande capacité, il n’est plus possible d’équilibrer consommation et production. C’est ainsi, quand on y regarde bien, qu’apparaissent miraculeusement des « importations » à hauteur de 12,5 % de la consommation dans l’étude ADEME de 2015, depuis laquelle la faisabilité d’un scénario 100% renouvelable est considérée comme acquise, et, dans les scénarios RTE d’octobre 2021, une « réserve de puissance » étrangère de 39 Gw, soit les 2/3 de la puissance installée nucléaire actuelle… L’électricité étant aujourd’hui indispensable à la vie de tous les instants, l’indépendance y est un gage essentiel d’indépendance nationale. Il est dès lors anecdotique de savoir si ces « importations » et ces « réserves de puissance » viennent de fossile, de biogaz, ou d’un « effet de foisonnement » de l’éolien européen qui, ainsi que l’a montré le rapport Floccard-Pervès, était insignifiant en 2011.

Comme cela ne suffit toujours pas, surtout lorsqu’il y a peu ou pas du tout de nucléaire, il faut pouvoir en outre profondément modifier la consommation en fonction de la météo et des saisons (dans les scénarios RTE, « réserves de flexibilité de la demande » allant jusqu’à 17 Gw, soit environ le tiers de la puissance consommée moyenne…).

Et, lorsqu’il y a du nucléaire, comme aujourd’hui c’est lui, et non l’éolien et le solaire auquel il sert de back-up, qui décarbone la production électrique.

• Le dossier présente:

• un volet technique, qui justifie ce qui précède.
• un volet politico-juridique : la politique actuelle repose sur une base juridique extrêmement solide (directives européennes+ lois+ décrets). Elle n’est en fait que la mise en œuvre par la France (non sans un certain zèle) de la « transition énergétique » initialisée par l’Allemagne au début des années 1990, que l’UE a reprise à son compte en 2001, et qui a de fait inscrit dans les directives européennes, retranscrites ensuite dans la loi française avec des objectifs « ambitieux », le postulat que plus on produisait d’électricité d’origine « renouvelable » (autrement dit plus on produisait d’éolien et de solaire, seuls à disposer d’un très important potentiel de développement), plus on réduisait les émissions de Et tout cela sans aucune assignation de limites de coût.

En ce qui concerne le coût, on en trouve dans ce volet des estimations: au minimum 121 milliards avant prise en compte du triplement de l’éolien et du quintuplement du solaire inscrits dans le PPE 2019-2028, et qui sont en cours.
Ces 121 milliards correspondent approximativement au coût (dépenses+ engagements) de tout ce qui avait été mis en place en 2020. En 2040, ces installations auront presque toutes été retirées du service, sans avoir jamais contribué à réduire les émissions de CO2.

• un panorama de la situation mondiale, d’où il ressort que l’UE, accompagnée par certains états des USA, se présente comme un point singulier : nulle part ailleurs on ne s’est aujourd’hui fixé comme objectif de décarboner en profondeur l’électricité au moyen de l’éolien et du solaire.

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Cordialement
Jean-Louis Butré
Président
Fédération Environnement Durable
http://environnementdurable.net
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