Modéliser les marchés de l'électricité, un défi pour l'avenir
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Une plate-forme de recherche partiellement financée par l’Office fédéral de l’énergie vient de voir le jour à l’EPFL. Elle fournira un outil complet pour optimiser la gestion et le commerce de l’électricité en Suisse et avec les pays voisins.
Elle est partout, voyage à la vitesse de la lumière, et reste insaisissable. L’électricité dont chacun peut user à sa guise ne vient pourtant pas de nulle part. Derrière la prise, c’est tout un réseau complexe de production, de distribution, d’achat, de vente et de consommation d’énergie qu’il s’agit de gérer.
Le projet de recherche ELECTRA (Electricity markets and trade in Switzerland and its neighbouring countries), lancée la semaine dernière à l’EPFL avec le soutien financier du programme «énergie-économie-société» de l’Office fédéral de l’Energie (OFEN), a pour objectif de mettre au point des outils permettant de modéliser à long terme les besoins et les ressources du pays pour en assurer l’approvisionnement aux meilleures conditions.
Les défis, dans ce secteur, sont colossaux. La consommation de la population Suisse croît au rythme moyen de 1,3% par année. Or plusieurs contrats d’approvisionnement signés avec les pays voisins vont arriver à échéance, et le Gouvernement fédéral vient de décider d’abandonner progressivement l’atome, qui produit aujourd’hui 40% de l’électricité consommée en Suisse. En outre, la raréfaction des ressources fossiles (gaz, pétrole, charbon) utilisées dans les pays voisins engendrera une augmentation du prix de l’énergie dans les échanges internationaux.
Flux de production et modèles économiques
A quoi ressembleront les réseaux électriques européens en 2050 ? Pour le savoir, le laboratoire de Recherche en économie et management de l’environnement (REME) de l’EPFL collabore dès à présent avec le Paul Scherrer Institut et la société Econability pour fusionner dans un seul et même outil différents modèles utilisés aujourd’hui. L’un d’eux (CROSSTEM, du PSI) calcule le mélange des technologies permettant de produire l'électricité au moindre coût, à l’échelle locale ou internationale. D’autres (GENESwIS, d’Econability, et GEMINI-E3, du REME) décrivent l’évolution des marchés de l’énergie en Suisse et vis-à-vis de l’étranger. «C’est la première fois qu’un effort est fourni afin que toutes ces données soient intégrées et puissent établir un tableau complet de tout le réseau, y compris les échanges commerciaux avec les pays voisins», explique Philippe Thalmann, directeur du REME.
Pouvoir anticiper les besoins et les capacités de production sera un atout considérable dans les années à venir. La construction du modèle qui permettra de les simuler se heurte toutefois à de nombreuses difficultés, que deux doctorants qui seront engagés pour ELECTRA devront surmonter. Ainsi, il faut pouvoir déterminer à longue échéance, en fonction de divers scénarios, quelle sera la production électrique « de base » fournie par les grandes centrales dont la puissance n’est guère modulable (au fil de l’eau ou à gaz, par exemple). Mais aussi tenir compte du potentiel des barrages alpins, dont certains pourraient être surélevés d’ici quelques dizaines d’années. Les apports extrêmement variables des nouvelles sources d’électricité renouvelables (éoliennes, solaire) devront eux aussi apparaître dans les calculs.
Critères multiples
A ces données «technologiques», il convient d’ajouter toute une série de paramètres macroéconomiques. Le rythme de la croissance en Suisse et en Europe ne seront pas sans conséquence sur la consommation d’énergie ; le prix de l’électricité, que la Suisse importe et exporte sans cesse même si elle est encore autonome en moyenne annuelle, ne cesse d’évoluer, d’une minute à l’autre. En outre, les grandes décisions internationales (protocole de Kyoto, arrêt du nucléaire en Allemagne, projet Desertec, quotas d’émissions de carbone…) impacteront elles aussi fortement les marchés de l’énergie.
Connaître dans le détail et à chaque instant, voire en avance, le prix auquel nos voisins sont prêts à vendre ou à acheter du courant deviendra une information de plus en plus cruciale. D’autant plus qu’avec ses barrages, la Suisse dispose de l’un des moyen les plus efficaces de stocker indirectement de l’énergie lorsqu’elle s’échange à bas coût – la nuit, en particulier – pour pouvoir en produire davantage aux heures de forte demande.
La Suisse pourrait donc avoir un rôle central à jouer dans l’avenir énergétique de l’Europe tout entière. Le projet ELECTRA, qui durera deux ans, lui fournira les informations nécessaires pour qu’elle puisse profiter des meilleures opportunités tout en garantissant l’approvisionnement de ses citoyens.