À Aix-la-Chapelle, E.ON prépare la révolution du « smart grid »

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Le centre de recherche E.ON est membre de la plate-forme nationale Elektromobilität, dont l'objectif est de faire de l'Allemagne le leader mondial de l'électromobilité d'ici à 2020. / DR
Le centre de recherche E.ON est membre de la plate-forme nationale Elektromobilität, dont l'objectif est de faire de l'Allemagne le leader mondial de l'électromobilité d'ici à 2020. / DR
Jusqu'aux élections générales du 22 septembre, retrouvez dans La Tribune notre série pour mieux comprendre l'Allemagne d'aujourd'hui et de demain. Cette semaine, visite à Aix-la-Chapelle où, à l'ombre de Charlemagne, le E.ON Energy Research Center phosphore sur l'électricité. Comment la produire, la transporter et la stocker...

Le tournant énergétique (die Energiewende) est naturellement le grand sujet politique et économique qui occupera l'Allemagne dans les prochaines années. Plusieurs fronts sont ouverts, par les compagnies énergétiques, les responsables des Länder, les politiciens à Berlin pour réévaluer les conséquences de la décision prise par Angela Merkel de stopper la production d'électricité d'origine nucléaire d'ici à 2020. Mais au-delà, c'est tout l'appareil de recherche et développement allemand qui se mobilise depuis plusieurs années sur ce tournant énergétique.

Les pistes de recherche sont très nombreuses et concernent l'efficacité des panneaux solaires, les performances des éoliennes aussi bien que la flexibilité des futurs réseaux de transport de l'électricité, ce dernier sujet constituant aujourd'hui un domaine de recherche stratégique de la plus haute importance. Comme c'est l'habitude en Allemagne, l'industrie et la recherche universitaire se sont alliées pour tenter d'imaginer ce que pourraient être dans l'avenir la distribution et le stockage de l'électricité. Car l'enjeu majeur de l'Energiewende, c'est de parvenir à alimenter le réseau de distribution d'électricité de manière stable et sûre à partir de sources qui, comme le soleil et le vent, sont instables par nature.

À Aix-la-Chapelle, à l'ombre de la chapelle palatine érigée par Charlemagne dans les premières années du IXe siècle, le E.ON Energy Research Center consacre l'essentiel de ses travaux à la révolution technologique qui s'annonce dans le domaine des réseaux intelligents et flexibles, le fameux smart grid.

Ce centre de recherche créé en 2007 est le fruit d'un partenariat public-privé entre l'université technique de Rhénanie-Westphalie (RWTH), l'une des plus prestigieuses d'Allemagne, et le groupe industriel, aux termes duquel E.ON finance 50 % des dépenses, soit 40 millions d'euros sur dix ans.

Les deux tiers de cette somme sont affectés à la prise en charge de trois nouvelles chaires d'enseignement, et le tiers restant va au financement de projets de recherche dont les résultats ne sont pas réservés à E.ON mais profitent à l'ensemble de la communauté scientifique allemande.

21.000 milliards d'euros d'économies d'ici à 2050

L'institut est dirigé par le professeur Rik W. De Doncker, docteur en génie électrique de l'université catholique de Louvain en Belgique, ancien senior scientist au centre de recherche et développement de General Electric à New York, qui a également enseigné à l'université du Wisconsin. Il intègre RWTH en 1996 comme professeur et chef de l'Institut d'électronique de puissance avant de prendre la responsabilité du centre de recherche E.ON.

Une bonne partie des recherches de ce centre est consacrée aux réseaux intelligents, un maillon essentiel du tournant énergétique puisqu'ils permettront l'injection de l'électricité produite par l'éolien et le solaire dans des réseaux plus efficaces, plus flexibles et faibles consommateurs de matériaux lourds. Il s'agit d'un programme de 60 millions d'euros sur dix ans, soutenu par l'État, baptisé Flexible Future Electrical Network (FEN).

L'enjeu est de diminuer l'utilisation de cuivre et d'acier pour le transport d'électricité. « En 2050, 90% de la production d'énergie primaire en Allemagne proviendra des énergies renouvelables, et c'est la raison pour laquelle nous devons mettre en oeuvre des réseaux plus flexibles, plus efficaces et moins coûteux. Aujourd'hui, nous avons besoin de 17.000 tonnes de cuivre et d'acier pour produire 1 gigawatt d'électricité. Avec les technologies sur lesquelles nous travaillons, notamment en matière d'électronique de puissance, nous pensons être en mesure de passer à 7.000 tonnes seulement, ce qui représenterait, compte tenu de la capacité installée en Europe et du cours des métaux, une économie globale de 21 000 milliards d'euros pour l'Europe », explique Rik W. De Doncker depuis son bureau du centre de recherche qui occupe deux immenses bâtiments du campus.

1 millions de véhicules électriques en 2020

Sa conviction est que les réseaux de l'avenir comporteront un grand nombre de petites centrales électriques. Les bâtiments et les installations industrielles seront capables de produire leur propre électricité, de la stocker et en même temps de produire de la chaleur et du froid. Le bâtiment principal du centre de recherche fonctionne d'ailleurs selon ce principe et agit comme un immense système de stockage d'énergie, producteur de chaleur en hiver et d'air froid en été. « Environ 40 % de l'énergie primaire sont consommés dans les bâtiments, il y a donc d'énormes économies possibles dans ce domaine » précise-t-il. Dans le domaine de l'électronique de puissance, Rik De Doncker échange expériences et informations avec l'École nationale supérieure d'électrotechnique, d'électronique, d'informatique, d'hydraulique et des télécommunications (Enseeiht) de Toulouse.

Le centre de recherche E.ON travaille aussi sur l'électromobilité et est membre de la plate-forme nationale allemande Elektromobilität, créée en 2010 sous l'égide du ministère allemand des Transports, de la Construction et du Développement urbain, et qui coordonne les efforts de l'industrie et de la recherche afin de faire de l'Allemagne le leader mondial de l'électromobilité en 2020, avec 1 million de véhicules électriques en circulation.

Pour Rik De Doncker, une nouvelle approche de la conception des véhicules électriques est en cours, ne reposant plus sur l'installation d'un moteur unique de 75 kW comme aujourd'hui mais sur la mise en place de plusieurs petits moteurs électriques pour améliorer la flexibilité de fonctionnement du véhicule et permettre à son utilisateur d'acheter des tranches d'autonomie en fonction de ses besoins.

Sans que son directeur ne le dise ouvertement, on croit néanmoins comprendre que Renault est un « client » du centre de recherche E.ON sur l'électromobilité « Ce qui est intéressant, c'est que dans ce domaine les constructeurs automobiles vont perdre la maîtrise de la conception des moteurs au profit d'entreprises comme Siemens, Bosch ou Valeo », remarque Rik De Doncker.

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Commentaires
a écrit le 06/08/2013 à 22:55 :
on dirait que corso defend le modele centralise et la technostructure française. Comme chacun sait en travaillant seuls ou presque, deconnectés des realités du marche, nous avons reussi : le minitel, le tgv, transpac au lieu dê l'IP. sur l'energie electrqiue comme sur le minitel, le TGV, concorde, l'heure de verité arrive. Nous avons bati un systeme ultra centralisé géré par un monopole maintenant oligopole privé. Il est depassé, il va generer de plus en plus de consommation de capitaux, de couts que l'on va devoir faire payer aux entreprises, aux citoyens ( le compteur linky en est l'instrument). Comme on le lit dans cet article, la strategie allemande est celle de la decentralisation, produire au plus pres de la consommation, la minimiser, donc faire des centrales et des reseau haute tension de plus en plus reduits ( donc economes) qui ne sont la que pour equilibrer les fluctuations....Nous avons faits et continuons de faire exactement le contraire chez nous. Et bien entendu nous avons raison....Pendant ce temps les allemands ont fabriqué un proto golf capable de faire 50 km sur la baterie donc un vehicule qui n'utilisera plus de carburant en zone urbaine, idem pour les japonais et la prius plug in.....Et nous on fabrique des bornes ( EDF+renault+ l'etat) pour pereniser la taxe sur les carburants dont bercy a besoin, pour poursuivre la rente d'EDF....Pauvre france.....Ils sont geniaux nos enarques, polytechniciens, incapables d'un vrai projet industriel, d'un vraie stratégie gagnante, tout juste des fermiers généraux capables ( a peine) d'administrer des oligopoles privés.....
a écrit le 06/08/2013 à 15:15 :
Les immeubles intelligents sont déjà construits en France ou l'on développe la technologie ses algues pour le chauffage. Les chiffres donnés sont toutefois extravagants. Chaque configuration nationale ayant ses contraintes spécifiques à multiples facteurs et technologies : l'enjeu étant leur mise en oeuvre pertinente. La technique des moteurs électriques dans les roues est développée par la société Andruet, désormais reprise, depuis des années pour des usages spécifiques (Aéroports). Mais là aussi pas de rigidité, les solutions sont multiples. Les constructeurs automobile sont effectivement en butte a l'offre potentielle de multiples et nouveaux acteurs maîtrisant les technologie électrique. Toutefois elle nécessite l'intégration complète du système et des ses batteries dans l'automobile et son système de transmission. Ce qui requiers un très haut niveau ainsi que d'énormes investissements qui ne seraient pas à la portée des acteurs cités. Siemens est d'ailleurs sorti de mauvaise façon de l'automobile. Par ailleurs Renault n'est pas "client" du centre d'E.ON. S'agissant d'un organisme disposant de fonds publiques, ses recherches sont communiquées aux acteurs concernés comme il en va de tous les centres et de tous les constructeurs en Europe. La France est particulièrement avancée en matière de batteries et de stockage d'énergie avec par exemple le groupe Saft et Renault est reconnu comme l'acteur en pointe dans l'automobile électrique. Il est pourtant dommage que les groupes allemands soient réticents à définir des normes communes comme la difficulté s'est avérée pour les poignées de chargeurs dont l'homologation tardive date de jannvier 2013. La chancelière Merkel a également déclaré en juillet que les normes sécuritaires de pollution limitée en Co2 signées et prévues pour 2020 puis leur évolution pour 2025 ne seraient pas appliquées par son pays. Nous verrons. Les intervenants allemands énoncent bien la problématiques enviable pour tous mais traînent étrangement les pieds pour sa mise en oeuvre.
a écrit le 06/08/2013 à 13:38 :
Du temps de mon beau-père , au TU-Aachen on enseignait la technique des centrales au
charbon. Au temps de mon beau-frère, on enseignait la technique des centrales nucléaires
et aurait bien fait de continuer.
a écrit le 06/08/2013 à 12:25 :
Hmm, des chiffres toujours des chiffres, vertigineux, 21 000 Milliards d'?uros d'économie, de quoi éponger toutes les dettes européennes...Avec du travail à la clé pour tout le monde.
C'est presque trop beau pour sembler vrai. Par sécurité, on devrait commencer par économiser l'énergie, n'oublions jamais que "l'énergie la moins chère et la moins polluante est celle que nous ne consommons pas".
a écrit le 06/08/2013 à 10:13 :
Aachen est une ville Allemande que je sache et ce qui se prepare la-bas est faramineux. J'espere que nous francais nous n'allons pas rater le coche (Energiewende) sur les energies renouvellabes et les emplois a la cle.
Il est fait etat aussi de 21 Billions d'economie en remplacant certains metaux par des nouveaux systemes electroniques High Tech. Fabuleux.
a écrit le 06/08/2013 à 9:50 :
Voilà le genre de recherches qui devraient faire réfléchir ceux qui écrivent encore aujourd'hui qu'il faut mettre une centrale thermique à côté de chaque éolienne.
Le stockage de l'électricité sera un des enjeux de demain. Utiliser les véhicules électriques pour ce faire semble être l'une des meilleurs pistes, à cause des ordres de grandeur en jeu.
a écrit le 06/08/2013 à 9:49 :
Il ne s'agit plus de parler de "tournant énergétique" mais de "troisième révolution industrielle".Après l'ère des fossiles (charbon du 19 ème puis pétrole du 20 ème siècle) voici venir enfin l'intelligence.Pourquoi s'évertuer à répondre par des investissements colossaux aux phénomènes de pointes alors qu'un lissage des besoins pourrait faire l'affaire pour beaucoup moins cher ? Les SMART GRID sont l'amorce des logements dits intelligents qui permettront rapidement d'engager la voie vers le bâti autonome énergétiquement grâce ,entre autres ,aux ENr.Nous Français ,nous évertuons à construire les "cathédrales" de la puissance (type EPR déjà dépassé techniquement) aux rendements piètres (33%) alors que le premier préalable devrait être l'optimisation de l'existant à coût moindre.Quelques exemples: l'usage de l'électroménager (lave-linge et lave-vaisselle) le soir à 19 heures sera rapidement banni techniquement et privilégié la nuit.Idem vis à vis du froid (congélateur et réfrigérateur) qui fonctionne selon des cycles de 45 minutes.Avec le compteur "linky",nous risquons en France de faire "pâle figure" face à l'émergence de technologies beaucoup plus conviviales mises au point par d'autres (snif !) sources d'emplois et de performances économiques.L'Allemagne , ce sont près de 380 000 emplois dans les ENr. Demain, combien seront-ils dans les SMART GRID ?

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