Une vitrine des innovations énergétiques

Le Soleil, le vent, la chaleur interne de la Terre… Ces sources d’énergie « renouvelables » font aujourd’hui l’objet de toutes les attentions. Inépuisables à l’échelle humaine et non polluantes, elles offrent en effet une alternative écologique aux énergies fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon).

Vitrine des innovations conçues pour développer leur utilisation, notamment dans le bâtiment, le 7^e Salon des énergies renouvelables va réunir à Lyon, du 25 au 28 février, les professionnels concernés : industriels, gestionnaires de collectivités, investisseurs immobiliers, architectes, etc.

Écologie et indépendance énergétique

Le premier choc pétrolier, en 1973, a suscité beaucoup de rapports sur les énergies renouvelables. Mais les expérimentations menées pour développer leur utilisation n’ont pas été convaincantes dans le contexte économique du moment. En France, leur exploitation a été freinée aussi par le choix de développer un important parc de centrales électronucléaires pour limiter la dépendance vis-à-vis des importations de combustibles fossiles.

Aujourd’hui, les énergies renouvelables reviennent en force sur le devant de la scène. Moins en raison de la volatilité des prix du pétrole que de l’importance accordée au développement durable : à la préoccupation que suscite la raréfaction des gisements de combustibles fossiles s’ajoute celle relative au réchauffement climatique. Réduire l’effet de serre en limitant les rejets de gaz carbonique dans l’atmosphère apparaît désormais comme une priorité. Les énergies renouvelables présentent le double avantage d’être inépuisables à l’échelle humaine et non polluantes (ou peu polluantes). Des atouts considérés comme décisifs, même si certaines de ces énergies, telles le solaire ou l’éolien, ont l’inconvénient d’être intermittentes, inégalement disponibles selon les endroits et non stockables. Par ailleurs, les technologies mises en œuvre pour leur exploitation sont devenues plus compétitives (baisse des coûts de production, augmentation des rendements).

Le développement de l’utilisation des énergies renouvelables est à présent considéré comme indissociable de la lutte contre le réchauffement climatique. Ainsi, en 2007, dans le cadre du paquet « climat-énergie », les États membres de l’Union européenne se sont engagés à réduire de 20 % par rapport aux niveaux de 1990 leurs émissions de gaz à effet de serre et à porter à 20 % en moyenne  la part des énergies renouvelables (qui était alors de 7 %) dans le bouquet énergétique global de l’Union.

À ce souci de relever le défi climatique s’ajoute dans certains pays, comme la France, une volonté d’assurer leur indépendance énergétique en développant des installations de production d’énergie sur tout leur territoire. Dans le prolongement du Grenelle de l’environnement, la France – 2^e producteur européen d’énergies renouvelables derrière l’Allemagne – affiche l’objectif ambitieux de faire passer à 23 % la part des énergies renouvelables dans sa production totale d’énergie en 2020. Pour y parvenir, le gouvernement a présenté en novembre 2008 un plan national de développement des énergies renouvelables contenant 50 mesures concrètes.

L’éolien a le vent en poupe

Pour la production d’électricité, l’énergie éolienne est de loin celle des énergies renouvelables qui détient le potentiel de développement le plus important.

Grâce aux progrès de la technologie, les nouveaux parcs d’éoliennes produisent, pour un nombre égal de machines, de plus en plus d’électricité. La puissance d’une éolienne a été multipliée par 10 entre 1997 et 2007. Sa puissance moyenne est passée de 0,5 MW en 2000 à 1,7 MW en 2007 et elle atteindra 2,5 MW en 2010. Un parc éolien de 12 MW, composé de quatre à six éoliennes, couvre les besoins en consommation d’électricité (chauffage inclus) de près de 12 000 personnes et permet d’éviter l’émission de 8 000 tonnes de gaz carbonique (CO₂) dans l’atmosphère. Au 1^er juillet 2008, on comptabilisait 1 900 éoliennes en service en France métropolitaine et 400 dans les DOM, représentant une puissance cumulée de 3 000 MW. Le Grenelle de l’environnement a fixé pour objectif d’atteindre en 2020 une puissance de 25 000 MW (dont 6 000 MW en mer), soit environ 8 000 éoliennes installées. On attend de ce parc éolien qu’il produise 55 millions de MWh, soit environ 10 % de la consommation électrique nationale. Selon les experts, la production d’électricité éolienne se substitue pour les trois quarts à la production thermique. Un parc de 25 000 MW devrait ainsi permettre d’éviter l’émission de 16 millions de tonnes de gaz carbonique dans l’atmosphère par an, soit l’équivalent des émissions annuelles de CO₂ de près de 8 millions d’automobiles.

En 2010, les régions Picardie et Champagne-Ardenne seront déjà en mesure de produire 40 % de leur consommation électrique domestique avec leurs éoliennes et dix départements produiront plus de 50 % de leur consommation domestique à partir de l’énergie éolienne : la Meuse, l’Aube, l’Aude, l’Eure-et-Loir, la Somme, l’Aveyron, la Lozère, la Haute-Marne, la Marne et l’Indre.

Cependant, si de nombreuses communes sont prêtes à accueillir des éoliennes sur leur territoire en raison des avantages financiers qu’elles en retirent, l’implantation de grands aérogénérateurs se heurte souvent à l’hostilité des riverains. Le gouvernement a donc prévu que le développement des éoliennes devrait être réalisé de façon concertée, de manière à éviter le mitage du territoire, à prévenir les atteintes aux paysages, au patrimoine et à la qualité de vie des riverains.

Le solaire va briller

Le plan national de développement des énergies renouvelables fait aussi la part belle à l’énergie solaire, qui reste insuffisamment exploitée en France. Il convient, en fait, de distinguer deux technologies, celle du « solaire thermique » et celle du « solaire photovoltaïque ».

Dans le solaire thermique, le rayonnement solaire capté est transformé en chaleur, pour  la production d’eau chaude sanitaire, le chauffage de locaux ou celui de bassins de piscines. Le marché mondial du solaire thermique est dominé par la Chine qui compte plus de 100 millions de mètres carrés de capteurs installés. Le marché européen, dominé par l'Allemagne (35 % du parc installé), comprenait, en 2007, 2,7 millions de mètres carrés de capteurs installés. La France représente 9% du parc européen avec 1 million de mètres carrés de capteurs, qui assurent une production de chaleur de 60 000 tonnes équivalent pétrole. Les trois quarts des capteurs installés dans le pays servent à la production d'eau chaude sanitaire, le restant se partageant entre le chauffage des locaux et celui des bassins de piscines. La mise en œuvre des mesures du Grenelle de l’environnement devrait permettre d’atteindre en 2020 un total de 4,2 millions de logements équipés et une production de 900 000 tonnes équivalent pétrole.

Dans le solaire photovoltaïque, la lumière solaire est captée à l’aide de photopiles (cellules solaires), généralement à base de silicium, assemblées en panneaux, qui la convertissent directement en électricité. Après un démarrage tardif par rapport à d’autres pays, le parc photovoltaïque français connaît depuis 2000 une croissance rapide. La production d’électricité photovoltaïque a ainsi été multipliée par 3,8 sur la période 2000-2007, passant de 10 GWh à 38 GWh (métropole et DOM-TOM). Le parc photovoltaïque cumulé était de l’ordre de 170 MW fin 2008. Le Grenelle de l’environnement prévoit en 2020 un parc de 5 400 MW, capable d’alimenter en électricité 1,2 million de foyers.

L’une des mesures les plus spectaculaires annoncées en 2008 pour accélérer le développement de la filière photovoltaïque est le lancement d’un appel d’offres pour la construction d’ici 2011 d’au moins une centrale solaire dans chaque région française, pour une puissance cumulée de 300 MW. Ces centrales devront être exemplaires sur le plan de l’insertion environnementale et paysagère. Le renforcement du dispositif tarifaire pour la vente de l’électricité photovoltaïque à une compagnie d’électricité (EDF généralement) ainsi que des mesures de simplification administratives et fiscales contribueront également à dynamiser le marché du photovoltaïque en France.

Nouvel élan pour la géothermie

La France souhaite également rattraper son retard dans le domaine de la géothermie, qui exploite la chaleur interne de la Terre. À la différence de l’énergie éolienne ou de l’énergie solaire, c’est une énergie disponible en permanence et avec une intensité constante. Seule une infime partie du trésor géothermique présent dans le sous-sol français est actuellement exploitée. Le Bassin parisien, par exemple, recèle cinq grands réservoirs géothermiques d’eau chaude, dont le Dogger, qui offre des températures de 56 °C à 85 °C à 1 800 m de profondeur et qui alimente des réseaux de chaleur urbains. Le Bassin aquitain est lui aussi bien doté en eau chaude souterraine. Mais, en l’absence de nappes phréatiques chaudes, il est possible d’exploiter la chaleur « sèche » du sol, accessible partout : sur le territoire métropolitain, elle est de 14 °C et s’élève de 4 °C tous les 100 m de profondeur. Recueillie par des capteurs, cette énergie peut ensuite servir à chauffer une habitation, via une pompe à chaleur (un appareil qui  fonctionne selon le même principe qu’un réfrigérateur, mais en sens inverse). Le plan national de développement des énergies renouvelables prévoit de multiplier par 6 d’ici à 2020 la production d’énergie géothermique. L’objectif est d’équiper 2 millions de foyers de pompes à chaleur pour le chauffage des habitations.

La biomasse valorisée

La valorisation énergétique de la biomasse apportera aussi une contribution significative à l’effort entrepris pour développer les énergies renouvelables. La biomasse regroupe un large éventail de matières organiques employées comme combustibles pour produire de la chaleur, de l’électricité ou des carburants.

La biomasse utilisée pour la production de chaleur ou d’électricité comprend principalement le bois, les déchets de l’exploitation forestière et des industries de transformation du bois (sciure, copeaux…), les déchets agricoles (pailles, lisiers), les déchets des industries agroalimentaires, les déchets urbains et les ordures ménagères.

Premier producteur européen d’énergie primaire à partir de biomasse solide, la France entend bien conserver cette place. 22 projets de centrales de production d’électricité et de chaleur par biomasse ont été retenus en 2008 et devraient entrer en service d’ici 2010. La plupart sont situés sur des sites industriels. La biomasse utilisée sera donc variée : marc de raisin, sous-produits et résidus de l'industrie papetière, cultures énergétiques ou encore biogaz. Mais le bois reste la principale ressource puisque la moitié des sites l'utiliseront, à hauteur de 1 million de tonnes par an. Compte tenu des installations préexistantes, la capacité de production électrique à partir de la biomasse sera de l'ordre de 700 MW en 2010 en France.

Le défi de la transition énergétique

Nous entrons dans une période de transition entre la situation actuelle, où le pétrole est prépondérant, et celle où de nouvelles sources d'énergies viendront prendre le relais. Une période où l'on continuera d'utiliser le pétrole en même temps que se développeront progressivement des solutions alternatives plus respectueuses de l'environnement.

Cette transition énergétique représente un formidable défi. Renoncer progressivement à la civilisation des hydrocarbures fossiles constitue une rupture historique et suppose un changement radical des comportements. Les énergies renouvelables offrent la perspective d’un système énergétique inépuisable, décentralisé et propre. Mais leur utilisation à grande échelle passe par le soutien des pouvoirs publics à la recherche et aux expérimentations industrielles, et par tout un ensemble de mesures incitatives, administratives ou fiscales.

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Un secteur clé, le bâtiment

Le secteur du bâtiment représente en France près de 40 % de la consommation d’énergie et 25 % des émissions de gaz à effet de serre. C’est pourquoi l’on se préoccupe beaucoup aujourd’hui d’améliorer la performance énergétique des bâtiments neufs ou existants. La généralisation progressive de la construction de bâtiments à basse consommation, puis, à l’horizon 2020, de bâtiments à énergie positive, c’est-à-dire produisant plus d’énergie qu’ils n’en consomment, devrait très fortement développer l’utilisation des énergies renouvelables dans l’habitat, en particulier de l’énergie solaire photovoltaïque.