Depuis le 14 août 2003, l’Amérique sait qu’elle doit revoir de fond en comble son réseau national de distribution d’électricité. Ce jour-là, une bonne partie de la côte est (et même le Canada) fut plongée dans le noir suite à une gigantesque panne d’électricité. La pire depuis trente ans : elle aurait coûté six milliards de dollars à elle seule et affecté cinquante millions de personnes. Pour tous les spécialistes, cette défaillance était certes due à un enchaînement de circonstances défavorables, mais surtout au fait que le réseau électrique est totalement dépassé d’un point de vue technique.
Sa conception remonte à la fin du XIXe siècle, avec une vision très centralisée. Aujourd’hui, il se compose de 16 000 unités de production qui fournissent quatre milliards de Mégawatts. Une telle quantité d’énergie est d’autant plus difficile à distribuer de façon efficace que le réseau lui-même n’est pas national. Il se compose de trois entités régionales (région est, région ouest et Texas) qui ont chacune leurs caractéristiques, rendant difficiles les transferts de charge d’une région à l’autre lorsque le besoin s’en fait sentir.
Résultat, l’ensemble du réseau est surdimensionné, pour supporter des pics de demande qui ne surviennent …qu’une dizaine de jours par an (et encore, l’incident d’août 2003 a prouvé que cela ne suffit pas). Comme la conception ancienne du réseau ne permet pas d’anticiper les variations de la demande, une partie de la production est tout simplement perdue car non consommée. En outre, les centrales sollicitées pour fournir le complément en cas de grosse consommation sont des centrales thermiques, particulièrement polluantes.
Et les soucis ne s’arrêtent pas là. Les problèmes mécaniques sur le réseau – qui, le plus souvent, ne sont pas détectés assez tôt pour empêcher les incidents de dégénérer –, les lignes qui tombent en panne de façon intempestive à cause de leur vétusté, et même les vols d’électricité (!)relativement aisés car les lignes sont mal protégées, tout cela coûte environ 7 % de la consommation totale. La facture s’établirait à plus de cent milliards de dollars par an, payés par les usagers et les entreprises.
Ces défaillances de toutes sortes obligent aussi à construire et exploiter davantage de centrales qu’il n’en faudrait réellement, augmentant ainsi – inutilement – les rejets de gaz à effets de serre dans l’atmosphère.
Coïncidence ou non, deux semaines avant le black-out
new-yorkais, l’Electric Power Research Institute (EPRI), un institut de
recherches scientifiques à but non lucratif qui fédère les efforts de recherche
de nombreuses compagnies d’électricité aux Etats-Unis, avait proposé aux
autorités américaines une solution radicale. Ce consortium, installé à Palo
Alto, n’avait en effet pas attendu cette immense panne pour réfléchir à un
concept de nouveau réseau aussi ambitieux technologiquement que difficile à
promouvoir : l’Intelligrid.
De quoi s’agit-il ? Rien de moins que d’une infrastructure sur le modèle d’Internet. Il s’agit de développer une « grille intelligente » (smart grid ou intelligrid ) sur laquelle seront branchées des milliers de sources de production d’électricité. Pas seulement des centrales classiques comme aujourd’hui, mais également des unités de très petite taille, desservant un marché local, fonctionnant à partir d’énergies renouvelables.
À l’époque, ce concept était si audacieux qu’il a été tièdement reçupar la plupart des compagnies d’électricité qui financent l’EPRI. Cela n’a pas empêché les scientifiques de théoriser patiemment sur le rôle et les caractéristiques techniques du réseau du futur.
Des travaux qui prennent aujourd’hui tout leur sens dans
le cadre d’une politique radicalement différente de la part de Washington. En
effet, dans le plan de relance de près de 800 milliards de dollars de
l’administration Obama, 42 milliards ont été consacrés aux énergies propres,
dont onze au smart grid, qui depuis a le
vent en poupe.
Et ces 11 milliards, destinés à financer le développement de nouvelles technologies, ne sont que la partie émergée de l’iceberg. Avec son programme de relance, le gouvernement américain s’est fixé comme objectif de financer, lors du premier mandat de Barack Obama, la « modernisation » d’environ 5 000 kilomètres de lignes à haute tension, les plus stratégiques, pour permettre au réseau de supporter les sources d’énergie d’origine renouvelable et d’équiper 40 millions de foyers américains (un sur six) en nouveaux compteurs électriques, en fait de véritables ordinateurs.
Ces investissements seront complétés par des programmes de recherche et développement en entreprises, afin que voient le jour des technologies capables de s’insérer dans ce nouveau réseau. Nombre de ces entreprises innovantes se trouvent… dans la Silicon Valley.
Et ces chiffres n’incluent pas les dépenses considérables que vont devoir faire les compagnies de production et de distribution d’électricité pour construire des lignes compatibles avec le nouveau réseau. Un investissement estimé entre 200 milliards et …2 000 milliards de dollars sur vingt ans.
Mais les performances et les économies générées par le « smart grid » seront à la hauteur de ces investissements. Il devrait en effet permettre de diminuer de 10 % la production d’électricité grâce à une optimisation de la distribution, de réduire les émissions de gaz à effets de serre de 25 % et d’économiser la construction de nouvelles centrales pour un montant de 80 milliards de dollars.
L’enjeu principal de ce nouveau réseau est de le
rendre réellement « intelligent », c’est-à-dire de l’informatiser
suffisamment pour tout savoir de ce qui s’y passe. Des informations obtenues en
temps réel qui devront permettre aux opérateurs d’anticiper les risques
d’incidents, par exemple en cas de demande brusque. Déjà, des expérimentations
ont eu lieu pour simuler « plus vite qu’en temps réel » des actions
correctives. Ce qui signifie par exemple que lorsqu’une demande inattendue et
très importante de courant se manifeste, qui pourrait surcharger les
infrastructures, un modèle de simulation se met aussitôt en marche pour
envisager et évaluer une série de scénarios correctifs. Le meilleur est
automatiquement sélectionné, avant même que l’incident ne se produise...
Mais surtout, le nouveau réseau a un autre défi – stratégique – à relever : accepter les énergies renouvelables. À l’heure actuelle, il est trop rigide pour gérer des variations importantes de production d’énergie . Il n’en a d’ailleurs pas besoin, puisque l’essentiel de l’électricité est produite par des centrales nucléaires, à charbon ou à gaz naturel dont il est aisé de planifier la production.
Mais avec les énergies renouvelables, tout change. Les variations sont forcément à prévoir le vent ne souffle pas toujours avec la même intensité, l’ensoleillement dépend des caprices de la météo… sans oublier que, par définition, il n’y a pas de soleil la nuit !
Le réseau devra aussi s’adapter à une autre conséquence de l’intégration des énergies renouvelables . À côté des futures « fermes » solaires ou champs d’éoliennes qui commencent à recouvrir les campagnes américaines, vont venir se greffer d’innombrables petites unités de production. Celles-ci seront construites localement par des petites villes, voire des quartiers et même des particuliers. Ces unités (solaires, éoliennes, biomasse, biofuels, etc.) produiront d’abord pour alimenter les utilisateurs de proximité, mais ont vocation à mettre à disposition du réseau le trop-plein éventuel. Une production hyper-localisée permet en outre d’éviter de faire voyager l’électricité sur des distances trop importantes – à des voltages très élevés lorsqu’il s’agit « d’autoroutes », ce qui réduit les déperditions et donc le gaspillage.
Aujourd’hui, le concept est déjà appliqué, notamment en Californie, mais également au Texas et au Colorado. Par exemple, le Sandia National Lab, en Californie, un laboratoire qui développe des technologies militaires, équipe des bases de l’armée avec de tels réseaux miniaturisés. Pour autant, il ne s’agit encore que de réalisations à une bien modeste échelle et dans des conditions limitées, c’est-à-dire pas du tout dans le cadre d’une connexion à un réseau national.
Les commentaires récents