septembre 2021 • GSIEN

Dossier Énergies renouvelables
(EnR)

Depuis au moins 400 000 années que l’homme a domestiqué le feu, l’énergie renouvelable a permis une accélération de l’évolution humaine.

Quelques siècles avant Jésus Christ, des systèmes de miroir permettent d’allumer un feu avec la lumière du soleil : l’énergie solaire commence à être apprivoisée. Selon la légende, Archimède aurait mis le feu aux navires romains lors du siège de Syracuse en concentrant la lumière solaire à l’aide de lentille. Pus proche de nous, en 1839, Edmond Becquerel (tiens, une connaissance...) découvre l’effet photovoltaïque qui permet de convertir le rayonnement solaire en courant électrique (transfert de l’énergie des photons aux électrons). Les progrès seront lents mais dans les années 1960 les satellites envoyés dans l’espace sont alimentés à partir de panneaux solaires embarqués : le photovoltaïque prend son essor.

L’énergie éolienne est apparue vers le VIIème siècle au moyen orient. Les premiers moulins à vent servent à l’irrigation ou à la fabrication de farine par exemples. Ils apparaissent en occident vers le XIème siècle et les légendaires moulins hollandais au XVIème. Avec la révolution industrielle, au XIXème siècle, on compte environ 200 000 moulins en Europe.

C’est à la même époque que l’énergie de l’eau va faire une percée avec l’apparition de la turbine hydraulique, les premiers moulins à eau étant apparus dès l’Antiquité.

Si l’énergie renouvelable (hydraulique, éolien) a donné le départ de la révolution industrielle, son principal moteur a été l’énergie fossile (charbon, pétrole, gaz). Depuis les années 1970, l’homme a pris conscience de son implication dans le réchauffement climatique lié à la consommation effrénée de ces combustibles fossiles et les rejets de CO2 associés. Et bien que l’on nous ait rebattu les oreilles sur la nécessaire diminution à court terme de cette consommation pour la survie de l’humanité, force est de constater qu’elle a été en augmentation mondiale quasi-constante depuis la même période. Si en 2020 la production mondiale de combustibles fossiles a diminué par rapport à 2019 (pétrole -6,9%, charbon -5,2%, gaz -3,3%), en revanche elle a augmenté sur une période de 10 ans : pétrole +1,5%, charbon +1,6% et gaz +3,1% (source BP).

Le graphique ci-dessous montre la concentration de CO2 au cours des 800 000 dernières années, mesurée à partir de carottes de glace (bleu/vert) et directement (noir).


fr.wikipedia.org/Dioxide_de_Carbon

« En 2018, les taux de CO2 et de méthane dans l'atmosphère ont augmenté respectivement d'environ 45 % et 160 % depuis 1750 »

La prise de conscience politique tardive de l’évolution du climat n’a pas réussi à enrayer la machine à CO2 mais elle a permis une montée en régime des énergies renouvelables, certaines contrées ayant même enclenché le turbo, mais pas dans la France nucléaire...

Pourtant, notre pays était en pole position dès 1955 dans la recherche et le développement de l’éolien avec la machine expérimentale de Nogent-le-Roi (photo ci-contre) et ses 800 KW raccordés au réseau d’EDF. De plus, selon la Fondation Total, « à la fin des années 70, le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) a déjà fait d’énormes progrès dans l’énergie solaire, la chimie des fours solaires et le photovoltaïque, au point d’avoir acquis une certaine avance sur ses voisins européens ».

En février 1978, le Projet Alter du Collectif Bellevue proposa un scénario 100% renouvelable pour 2050. La gazette a ressorti de ces archives cet ancien projet dans lequel les auteurs (le mathématicien Philippe Courrège, l’agronome Philippe Chartier et l’économiste et ingénieur Benjamin Dessus) pointaient ceci :

« On ne cherche ici ni à motiver, ni à situer politiquement l’option non nucléaire retenue : elle constitue un point de départ de l’étude. Cependant, parmi les facteurs susceptibles d’empêcher le développement du système nucléaire, on retient tout particulièrement :

  • d’une part les difficultés techniques et politiques qui accompagnent le cycle du plutonium indispensable au surrégénarateur [qui n’en fut pas un],

  • d’autre part la psychose anti-nucléaire qui se traduit par l’absence de consensus de la population et peut entraîner un blocage socio-politique dans le cas d’un grand accident de référence.

En fait, on cherche plutôt à réduire l’autre psychose : celle selon laquelle un arrêt du développement du nucléaire provoquerait nécessairement à terme une pénurie dramatique, pénurie qui concernerait en premier lieu les classes sociales, aujourd’hui défavorisées et ruinerait l’économie ».

La Gazette avait détaillé le projet Alter dans son n° 19 (1978). Nous en avons extrait les chiffres de la consommation finale d’énergie en 1975 et les prévisions du projet Alter (2050). Nous y avons intégré la consommation 2019 selon les données de l’Insee.

Consommation finale d’énergie (en Mtep)

Année

1975

(Gazette n°19)

2019

(Insee)

2050

Projet Alter

Consommation finale

145,4

142,3

141,5

On peut constater que la consommation finale d’énergie du pays a diminué depuis 1975 et que la prévision pour 2050 du projet Alter est tout à fait cohérente. En 1978, la Gazette concluait ainsi : « on peut donc constater que cette étude d'un scénario global que constitue le « projet ALTER » tout solaire présente un intérêt manifeste. Il est évidemment possible de discuter des hypothèses - puisqu'elles sont la traduction d'une certaine vision de la société et de son fonctionnement - ainsi que des résultats chiffrés obtenus, mais l'essentiel à notre avis réside dans la démarche suivie puisqu'elle consiste notamment à partir d'une analyse des « besoins ». Ces besoins sont ici définis par des hypothèses arbitraires, mais il est clair qu'ils pourraient - et devraient - être le fruit d'un large débat national. Enfin, on remarquera, à la lumière des hypothèses retenues dans ce scénario, que le maintien d'un certain niveau de consommation énergétique ne signifie absolument pas, dans les faits, le « retour à la bougie » ! »

C’est en 1979 que le Projet Alter breton a été publié. Il s’articulait autour de « quatre voies principales : l’énergie marémotrice (13%), la biomasse (44%), les éoliennes (21%), le solaire (22%) ». Mais le projet allait plus loin que la seule satisfaction des besoins énergétiques comme l’expliquait l’un des rédacteurs du projet breton, Paul Tréguer (océanographe brestois membre de l’Académie Européenne des Sciences) : « L’objectif n’est pas uniquement technique. Ce qui est “révolutionnaire” dans le projet ALTER, explique Paul Tréguer, “ce ne sont pas tant les éoliennes sur nos côtes ni les chauffe-eaux solaires sur nos toits, mais bien le projet de société que ces techniques sous-entendent”. Une société capable de satisfaire à ses besoins tout en stabilisant sa consommation. Une société qui ne fasse pas de la consommation de biens périssables un critère de réussite sociale. Une société qui s’affirme solidaire de tous les peuples du monde » [1]. Précisons que c’est le Projet Alter breton qui fédéra la mobilisation contre le projet de la centrale nucléaire de Plogoff.

On ne peut que regretter l’absence de réflexion sur une politique énergétique alternative de la part des pouvoirs publics de l’époque. Le programme nucléaire était lancé et allait engloutir les budgets Recherche et développements (R&D), les énergies renouvelables se contentant de la portion congrue.

En 2019, le nucléaire (fission + fusion) se taille toujours la part du lion avec 732 M€, pour 123 M€ pour les énergies renouvelables. Même la fusion nucléaire qui pourrait produire de l’énergie au siècle prochain (peut-être...) a un budget R&D supérieur aux EnR : 177,5 M€ comme on peut le remarquer dans le graphique ci-contre. Il semble donc clair que l’hypothétique et lointaine production d’énergie par la fusion soit plus importante aux élites françaises que l’urgence climatique.

On assiste aujourd’hui à une montée exponentielle des capacités de production renouvelable à l’échelle mondiale : « En 2025, ces énergies devraient devenir la première source de production d'électricité au monde, mettant fin aux cinq décennies de production du charbon en tant que principal fournisseur », selon le directeur exécutif de l'AIE [2].

Car les énergies renouvelables sont de plus en plus compétitives pour remplacer le charbon :

« Entre 2010 et 2020, le coût de l’électricité a baissé de 85 % pour le solaire photovoltaïque à échelle industrielle. Il a reculé de 68 % pour le solaire thermique à concentration (CSP), de 56 % pour l’éolien terrestre et de 48 % pour l’éolien offshore. « Avec des prix d’enchères record de 1,1 à 0,03 USD/kWh aujourd’hui, le prix du solaire photovoltaïque et de l’éolien terrestre est continuellement plus bas que celui des nouvelles options au charbon les moins chères sans aucun soutien financier » [3].

Des EnR compétitives également pour remplacer le nucléaire :

« Selon un rapport du World Nuclear Industry Status Report (WNISR) publié en septembre 2019, le coût de l’énergie nucléaire sortant d’une nouvelle centrale varie entre 112 et 189 dollars le mégawatt/heure (MWh), alors que celui du solaire varie entre 36 et 44 dollars, et que celui de l’éolien oscille entre 29 et 56 dollars. Le dernier rapport de la Cour des Comptes concernant le coût de production du MWh électrique par l’EPR de Flamanville confirme cette fourchette, de même que le prix de vente [postulé] des MWh électriques de l’EPR d’Hinkley Point.

Ainsi, comme le chantait Léo Ferré, « Avec le temps, va, tout s’en va… » De fait, aujourd’hui, l’argument du prix avantageux de l’énergie nucléaire ne paraît plus tenir face aux coûts exorbitants que demandent l’entretien et la rénovation des anciennes centrales, ou ceux liés à la construction de nouvelles centrales. Même leur coût d’exploitation a augmenté de 23% sur les dix dernières années » [4].


Graphique GSIEN réalisé à partir des statistiques du
ministère de la transition écologique (SDES)
statistiques.developpement-durable.gouv.fr

La cour des comptes a estimé (en 2020) le coût de construction de l’EPR de Flamanville à 12,4 Md€2015 plus 6,7 Md€ de « coûts complémentaires » (soit 19,1 Md€) d’ici au démarrage du réacteur prévu à mi-2023 : « le coût de l’électricité produite par l’EPR de Flamanville pourrait se situer entre 110 et 120 €/MWh », s’il n’y a pas d’autre soucis (exclusion de rupture)... Le coût de l’électricité produite par les éventuels EPR2 low-cost d’EDF se situerait aux alentours de 60 €/MWh (selon Révolution Énergétique) pour un coût de construction estimé à 8 Md€. Mais l’on connait l’inflation chronique des projets de construction de réacteurs. La cour des comptes en est bien consciente : « on ne peut pas établir avec un degré raisonnable de certitude que les économies de construction de futurs EPR2 par rapport au coût de construction d’EPR de type Flamanville se matérialiseront » [5]. Sans compter les coûts du démantèlement des installations nucléaires et de la gestion de leurs déchets. Ce qui n’empêche pas EDF de prévoir la construction de six EPR2 à partir de 2022, comme si bizarrement il y avait une connexion entre ces EPR2 et le développement de la filière hydrogène très dévoreuse d’électricité, l’hydrogène étant produite par électrolyse.

En France, la montée en puissance des énergies renouvelables autres qu’hydraulique a été poussive.


Évolution de la puissance installée en énergies renouvelables en France
Source SER : syndicat-energies-renouvelables.fr

En effet, la France ne s’est réveillée qu’au milieu des années 2000 pour aller vers la diversification de ses moyens de production d’électricité alors qu’en 1977, l’annexe 23 d’un rapport parlementaire (dit rapport Schlœsing, du nom du rapporteur de l’annexe) décrivait la situation quelque peu délicate que connaissait le nucléaire de l’époque et exhortait à « aller plus loin, plus vite et plus fort dans la voie d’une nécessaire diversification ». Ce fut un vœu pieu.

Extraits du rapport Schlœsing :

« Depuis quelques trimestres les faits se sont chargés de démentir pro-gressivement les hypothè-ses qui avaient été rete-nues pour fonder notre politique énergétique. La « facture » pétrolière, toujours aussi lourde, est demeurée partiellement impayée : en font foi et le déséquilibre de notre balance commerciale et le montant accru de nos emprunts à l’étranger.

Progressivement, mais iné-luctablement, le program-me nucléaire a « dérapé » et les décalages commen-cent à prendre des proportions dont il faut bien tenir compte. Dérapage physique, en ce sens que les délais de construction, les problèmes industriels, les maladies de jeunesse ont retardé la mise en service des unités de production et que les prévisions sur la fiabilité des installations ne paraissent plus aujourd’hui aussi satisfaisantes qu’elles étaient naguère. Dérapage financier car les coûts vont croissants dans tous les domaines et l’on ne s’aventure plus à proclamer une compétitivité qui commence à faire problème. »

Nous ne résistons pas à un petit commentaire GSIEN : toute ressemblance avec la périlleuse aventure de l’EPR de Flamanville 3 n’est pas le fruit du hasard, seulement la continuité de l’incapacité de cette industrie à devenir mature.

Le rapport Schlœsing frappe encore plus fort :

« Les erreurs stratégiques qui ont été commises succes-sivement sur le pétrole et l’énergie nucléaire sont partiellement la cause des difficultés que nous allons rencontrer. On ne commet pas impunément des erreurs de cette dimension en l’espace de douze années sans que les conséquences en soient cruelles. Il est bien vrai qu’en toute hypothèse les prochaines années auraient été délicates. Nous aurions eu grand besoin de la petite marge de manœuvre que nous n’avons pas su nous ménager en conduisant des politiques trop brutales et trop peu diversifiées.

Il faut aller plus loin, plus vite et plus fort dans la voie d’une nécessaire diversification ».

Il faut croire que les erreurs stratégiques se répètent, car, malgré le fiasco de Flamanville 3, EDF se prépare à la construction de six nouvelles unités baptisées EPR2, soi-disant moins chères, moins compliquées à construire (une enceinte de confinement simple) et, curieusement, plus sûres que le modèle EPR de base. En théorie sur le papier car avec les malfaçons accumulées sur le chantier de Flamanville 3, il sera difficile de faire pire côté sûreté...

Comment se faisait la politique énergétique du pays en 1977 :

« On sait que toute la politique nucléaire française est élaborée et proposée par la commission de production d’électricité d’origine nucléaire (commission dite PEON). Or, cette commission est composée pour une large part par les représentants d’EDF et du CEA ainsi que par les représentants des industriels intéressés à la réalisation du programme. Cette composition en elle-même fait problème. On n’imagine pas que la politiques des constructions scolaires soit pour l’essentiel élaborée par les entreprises du bâtiment. On peut être assuré que les personnalités de grande capacité et de haute qualité, qui composent la commission PEON savent, autant que d’autres, faire prévaloir ce qu’elles considèrent comme étant l’intérêt national. Mais leur formation comme leurs choix professionnels donnent à penser qu’ils examinent davantage les possibilités du développement nucléaire que les orientations à donner à notre politique énergétique. Il en résulte que la part des différentes formes d’énergies se trouve prédéterminée, en quelques sorte sans débat au fond, dès lors que la commission a arrêté ses choix sur le déroulement du programme nucléaire. Il n’est pas rationnel qu’à partir de considérations essentiellement techniques, le sort des autres formes d’énergies soit traité par différence. »

Toute ressemblance avec les grands corps d’états (ingénieurs des Mines et Ponts) qui œuvrent actuellement, en coulisse à la définition de la politique énergétique française ne serait pas fortuite, juste dans la continuité de la commission PEON.

La France a donc pris en marche le train de la transition énergétique et accuse un retard conséquent sur ses voisins européens.

Selon les Chiffres clés de l’énergie - Edition 2020 du Ministère de la transition écologique, en France et en 2019, la consommation d’énergie primaire (corrigée des variations climatiques - csv) s’élève à 249 Mtep. La consommation finale à usage énergétique (csv) s’élève à 142 Mtep. La différence, ce sont les « pertes de transformation, transport et distribution d’énergie (à l’écart statistique près). Ces dernières représentent 94 Mtep en 2019, dont près des trois quarts sont dues aux pertes de chaleur nucléaire [de l’ordre de 800 TWh...] lors de la transformation en électricité. La consommation finale à usage non énergétique, très majoritairement du pétrole, s’élève à 13 Mtep en 2019 » [6].

La production nette d’électricité s’établit à 546,9 TWh (47 Mtep) : 108,6 TWh d’origine renouvelable, 379,5 TWh pour le nucléaire et 58,8 TWh pour le thermique classique.

Pour cerner le problème de la transition énergétique, un dernier graphique permettra d’en situer les enjeux avec une présentation du mix électrique comparé au niveau mondial, européen et français.


Production d’électricité par source d’énergie en 2019
https://www.planete-energies.com/fr/medias/chiffres/la-consommation-mondiale-d-energie-en-2019

Moyens de production d’EnR en France
Électrique et thermique

En synthèse, « les énergies renouvelables ont participé à hauteur de 26,9 % à la couverture de la consommation d’électricité de France métropolitaine au cours de l’année 2020. Une progression de près de quatre points par rapport à l’année précédente (23,1 %) qui s’explique par une production renouvelable historique de 120,7 TWh (hausse de 10,4 % par rapport à 2019) et par une baisse de la consommation du fait de la situation sanitaire » [50].

Voici un historique de la production brute d’électricité à partir d’énergies renouvelables (et géothermique).
Le graphique ci-dessous est réalisé par le GSIEN d’après les statistiques gouvernementales [34].


Procuction brute d'électricité EnR de 1960 à 2019 (en TWh)