L'énergie hydraulique météo-sensible

Juin 2017 - de Manfred Stähli

Les années ne se ressemblent pas en production d’hydroélectricité. Les conditions météorologiques dominantes en sont les principaux responsables, ce que les discussions sur les objectifs de production négligent souvent. Et pourtant ce sont peut-être plus ces fluctuations d’origine météorologique que l’augmentation de la capacité à long terme par des centrales existantes ou futures qui représentent un grand défi pour la production nationale d’électricité – particulièrement en hiver.

Le froid exige de l’électricité

On a beaucoup discuté durant la période précédant la votation sur la Stratégie énergétique 2050 du coût annuel qu’allait entraîner ce virage énergétique. Seraient-ce 40 ou 3200 francs par ménage ? Dans le même temps, on a rarement mentionné que les dépenses en électricité et chauffage varient fortement d’année en année. Récemment, j’ai trouvé à la cave un carnet des anciens propriétaires qui documente soigneusement les livraisons de mazout par année. En 1984, une des années les plus froides du siècle passé, on avait livré 4750 litres, alors que 3400 litres suffirent pour 2003 marqué par un été très chaud. Compte tenu des prix actuels du mazout, cela fait une différence d’environ 1200 CHF. Ces fluctuations annuelles sont dues principalement aux conditions météorologiques. Un hiver froid exige davantage de mazout. Mais la consommation d’électricité hivernale aussi augmente nettement avec le froid, entre autres à cause de la demande accrue de courant pour les chauffages par pompe à chaleur.

Une hydraulique fluctuante

Notre production nationale d’électricité par des centrales hydroélectriques dépend tout autant des conditions météorologiques. L’Association suisse pour l’aménagement des eaux (ASAE) rapporte que 37.2 TWh furent produits en 2015 contre 33.4 TWh seulement l’année suivante.

 

Heureusement, il n’y a guère d’année affichant un besoin en électricité supérieur à la moyenne doublé d’une faible production hydraulique. Ceci s’explique par exemple par des étés secs, mais chauds, durant lesquels la fonte des glaciers livre des débits élevés, stabilisant ainsi la production d’électricité. Mais que se passera-t-il dans quelques décennies quand la superficie des glaciers aura nettement diminué en Suisse ? Une étude actuelle de la Commission internationale de l'Hydrologie du bassin du Rhin révèle qu’avec l’étendue actuelle des glaciers un tiers du débit atteint à Bâle lors d’un été chaud comme celui de 2003 provient de la fonte des glaciers. Cette eau va manquer en grande partie à la fin du siècle, ce qui aura des retombées sur la production d’électricité de nos centrales au fil de l’eau vers la fin de l’été. Mais ce ne sera peut-être pas un si grand problème, car la construction d’installations solaires compensera alors ce déficit.

Ce qui nous intéresse davantage est de voir comment la production hivernale des centrales hydroélectriques réagira au changement climatique, quand le soleil bas ne permet qu’une production limitée de courant solaire. Un travail de master récent à l’université d’Innsbruck arrive à la conclusion que les débits de cours d’eau moyens à grands, comme la Reuss, la Thur et la Petite Emme, augmenteraient en moyenne de 10 à 20 pour cent par rapport à aujourd’hui de décembre à février. Ceci est dû à des températures de l’air plus élevées qui déclencheront des précipitations plus souvent sous forme de pluie que de neige. Mais les écarts d’une année à l’autre sont plus importants que la croissance moyenne. On ne pourra donc pas compter chaque hiver sur une production d’électricité plus élevée de ces cours d’eau. S’ajoute à cela que l’on ne peut intégrer avec certitude dans ces calculs l’évolution des précipitations hivernales due au changement climatiques. Les derniers Scénarios du changement climatique en Suisse de 2011 n’ont pas apporté de conclusions claires à ce sujet. Entre-temps, ils ont été recalculés avec plus de 20 combinaisons de modèles climatiques globaux et régionaux et seront disponibles à la fin de l’année pour nos modèles hydrologiques. Je suis curieux de voir si les tendances dégagées pour les précipitations hivernales par rapport à 2011 se concrétiseront.

Compensation par de nouveaux lacs de retenue ?

La manière dont va évoluer la construction de nouveaux lacs d’accumulation sera décisive pour la production hivernale d’électricité. Sont concernés ici les régions alpines où les glaciers se retirent créant ainsi de nouveaux lacs (plus de détails dans la dernière partie de cette contribution au blog). Une étude en cours dans le cadre du SCCER-SoE révèle qu’un nombre relativement faible de nouveaux lacs d’accumulation permettrait une augmentation de la production de 2 à 3 TWh, ce qui correspondrait à une augmentation de 15 à 20 pour cent pour le semestre d’hiver. Cette extrapolation reste cependant théorique et ne permet pas d’estimations sur les retombées écologiques, la sécurité ou l’accueil par la société. Et finalement, la faisabilité de nouveaux lacs d’accumulation de ce type soulève non seulement des questions techniques et scientifiques, mais surtout socials et économiques. Un exemple par excellence donc pour la recherche interdisciplinaire qui ne trouvera de réponses qu’à travers la collaboration des chercheurs.

Bilan

Les fluctuations saisonnières et à court terme constituent le principal défi pour l’approvisionnement en électricité. Pour y répondre, il est essentiel que l’énergie hydraulique déploie une plus grande flexibilité dans la production que par le passé – en harmonie avec l’écologie. Nous y travaillons.


Auteur

Dr. Manfred Stähli est chef de l’unité de recherche « Hydrologie de montagne et mouvements de masse » à l’Institut fédéral de recherches WSL. Il dirige en outre la mission 2.1 du SCCER-SoE.