De Solar Impulse aux micros-réseaux : alimenter le monde sans énergies fossiles

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(Crédits : DR)
Il est possible de se passer d'énergies fossiles, même pour des micro-réseaux. par Jacques Mulbert, président de ABB France

Faire voler un avion jour et nuit autour du monde par la seule force de l'énergie solaire... Solar Impulse a réussi cet exploit jugé jusqu'alors quasiment impossible et un nouveau record de vol sans escale a même été établi*. Si cette prouesse est encore expérimentale, les technologies de micro-réseaux qui l'autorisent ont également d'importantes applications au sol, surtout dans les régions non raccordées au réseau ou ne disposant pas de sources d'électricité fiables.

 Alors que la France s'est fixée avec la Loi de Transition énergétique des objectifs ambitieux de développement des énergies renouvelables, des territoires font du déploiement de ces énergies un enjeu central pour leur avenir. C'est notamment le cas des territoires insulaires, qui dépendent encore en grande partie du charbon et du pétrole. C'est un enjeu également stratégique pour les pays en voie de développement ; la France s'est engagé dans ce sens pendant la COP21 en promettant 2 milliards d'euros de soutien au développement des énergies renouvelables en Afrique d'ici 2020.

 Les énergies renouvelables vont-elles remplacer les énergies fossiles?

La question reste de savoir si ces énergies renouvelables, intermittentes et variables, peuvent répondre à ces enjeux majeurs et remplacer progressivement les énergies fossiles.

 Solar Impulse a parcouru plus de la moitié du globe sans combustible fossile. C'est un réseau électrique embarqué qui l'alimente en convertissant l'énergie solaire, grâce à plus de 17 000 cellules photovoltaïques recouvrant les ailes et le fuselage de l'appareil. Tant que le soleil brille, les cellules produisent suffisamment d'énergie pour maintenir l'avion en vol, grâce à des moteurs électriques à rendement exceptionnel. Le surplus d'énergie est acheminé vers les batteries, qui le stockent avant de le réinjecter pendant la nuit. Solar Impulse peut ainsi fonctionner à l'aide de la seule énergie solaire 24 heures sur 24.

 Dans les applications terrestres, les micro-réseaux électriques, qu'ils soient autonomes ou raccordés à un réseau principal, peuvent être alimentés par les énergies renouvelables issues de centrales solaires ou éoliennes locales. Dans l'archipel portugaise des Açores, l'île de Faial, 15 000 habitants, a ainsi vu son réseau électrique jusqu'alors alimenté par six générateurs à fioul lourd, intégrer 5 éoliennes et un système de contrôle avancé pour permettre une forte pénétration de l'énergie éolienne dans le réseau et ainsi économiser 3,5 millions de litres de fioul par an.

Citons également les micro-réseaux solaire et diesel adoptés par les villes isolées de Marble Bar et Nullagine (Australie-Occidentale). Grâce à une technologie de stabilisation du réseau autorisant une forte pénétration de l'énergie solaire, près de 60 % de l'électricité qu'elles consomment est d'origine solaire, soit une économie d'environ 400 000 litres de diesel et de 1 100 tonnes de gaz à effet de serre par an.

Les micro-réseaux terrestres vont pouvoir utiliser le renouvelable

 Contrairement à Solar Impulse, qui fonctionne exclusivement à l'énergie solaire, les micro-réseaux terrestres restent souvent dépendants des combustibles fossiles comme le diesel, utilisés comme énergie de secours lorsque le vent cesse de souffler ou que le soleil se couche. Néanmoins, les technologies de batteries évoluent et permettent aujourd'hui de stocker les surplus d'énergie issue de ressources renouvelables, afin de réduire la consommation de diesel.

 Ainsi, un micro-réseau récemment modernisé sur l'île de Kodiak, au large de l'Alaska, tire la quasi-totalité de sa capacité électrique (28 MW) de l'énergie éolienne et hydroélectrique, notamment grâce à deux systèmes de batteries d'1,5 MW qui prennent le relais dès que le vent tombe. Des solutions similaires sont en cours d'installation en Afrique : la première au siège d'ABB à Johannesburg, l'autre sur un parc éolien isolé (Marsabit) au nord du Kenya.

 * 117 heures et 52 minutes lors du vol entre le Japon et Hawaï, en 2015.

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