La transition énergétique vers les énergies renouvelables, bien que cruciale pour l’environnement, pose des défis, notamment en matière de stabilité des réseaux électriques. D’événements récents comme le blackout de 2025 en Espagne illustrent comment l’intermittence des énergies renouvelables peut entraîner des crises. Analysons les solutions pour garantir une intégration proactive de ces sources d’énergie.

Impact de l’intermittence des énergies renouvelables sur la stabilité du réseau électrique : causes, conséquences et solutions

Qu’est-ce que l’intermittence énergétique et comment affecte-t-elle le système électrique ?

L’intermittence en matière de production d’énergie désigne la variabilité non programmée des sources renouvelables, telles que l’énergie solaire ou éolienne. Contrairement aux centrales thermiques ou nucléaires, qui peuvent ajuster leur production en fonction de la demande, ces technologies dépendent des conditions environnementales, comme la lumière du soleil ou la force du vent.

Cette variabilité engendre des déséquilibres entre la production et la consommation d’électricité. Dans l’absence de systèmes de stockage ou de soutiens adéquats, des fluctuations peuvent se produire, affectant la fréquence et la tension du réseau, et pouvant conduire à des crises comme des coupures de courant.

Un exemple marquant est l’incident du 28 avril 2025 en Espagne, où la fréquence du réseau a chuté de 50 Hz à 49 Hz en seulement cinq secondes, entraînant l’arrêt automatique d’une grande partie du système électrique, avec plus de 70 % de la production provenant de sources renouvelables intermittentes.

Facteurs structurels amplifiant les effets de l’intermittence

La réalité est que le réseau électrique traditionnel n’a pas été conçu pour gérer une forte pénétration des énergies renouvelables. Plusieurs facteurs compliquent cette situation :

• Infrastructure obsolète : De nombreuses lignes de transmission ne sont pas équipées pour transporter d’importants volumes d’énergie depuis des zones éloignées, où se situent les parcs solaires et éoliens, jusqu’aux centres urbains.

• Pénurie de solutions de stockage : En l’absence de batteries suffisantes pour absorber l’excédent de production pendant la journée et relâcher cette énergie la nuit, le réseau subit des pics et des creux abrupts.

• Décentralisation non accompagnée de digitalisation : Un réseau décentralisé nécessite des systèmes intelligents de gestion pour suivre en temps réel ce que chaque nœud produit ou consomme.

• Difficultés d’intégration : Connexion de nouvelles installations renouvelables souvent ralentie par la bureaucratie et manque de capacité disponible sur le réseau.

Ces circonstances augmentent considérablement le risque d’instabilité, surtout lorsque la production d’énergie renouvelable atteint entre 80 % et 100 %, comme cela s’est produit en Espagne quelques semaines avant l’incident.

Le cas espagnol : l’intermittence renouvelable et le black-out historique de 2025

Le 28 avril 2025 a marqué un tournant. À midi, avec le réseau alimenté à 82 % par des sources propres, un incident dans la production solaire au sud-ouest a déclenché une réaction en chaîne, provoquant l’effondrement du réseau en Péninsule Ibérique, incluant Portugal, Andorre, et une partie du sud de la France.

En seulement cinq secondes, 15 GW d’énergie ont disparu. Les centrales nucléaires se sont déconnectées par sécurité. Le réseau a été isolé de France et n’avait pas de soutien externe. Dépourvu de soutien et avec peu d’inertie (absence de grandes rotations synchrone, comme les turbines hydroélectriques ou thermiques), le système n’a pas pu se stabiliser.

Cet événement a révélé plusieurs défis techniques, politiques et structurels :

• Inertie insuffisante : Les énergies renouvelables non synchroniques (comme le photovoltaïque) n’apportent pas de force rotative, rendant plus difficile la gestion des perturbations.

• Absence de réactifs et puissance contrôlable : Sans mécanismes immédiats pour compenser les variations rapides, la fréquence chute à des niveaux dangereux.

• Sous-investissement dans les interconnexions : La connexion entre l’Espagne et la France est très limitée, représentant seulement 3-5 % de la puissance installée, bien en dessous des 10 % recommandés par l’UE.

• Absence de protocoles d’isolement : Il n’a pas été possible de déconnecter la zone affectée pour éviter un effondrement en cascade.

Quelles conséquences pour l’économie et la société ?

Le black-out de 2025 a mis en lumière la vulnérabilité d’une société de plus en plus dépendante de l’électricité. Selon la CEOE, les pertes économiques ont atteint 1,6 milliard d’euros, représentant presque 0,1 % du PIB espagnol en une demi-journée. Plus préoccupant, sept personnes ont perdu la vie en raison de l’interruption de services électriques essentiels, tels que les hôpitaux.

Cet incident a également suscité des doutes quant à la fiabilité du réseau, affectant la perception de la sécurité énergétique et freinant les investissements étrangers. Dans un contexte d’électrification rapide, avec des véhicules électriques, des cuisines à induction et des pompes à chaleur, une infrastructure électrique instable pourrait s’avérer catastrophique.

Leçons des autres pays : Australie, Chili et Amérique Latine

L’Espagne n’est pas le seul pays à faire face à ces défis. Dans le sud de l’Australie, un black-out massif a été provoqué par la déconnexion de plusieurs parcs éoliens lors d’une tempête, en raison d’un manque de réactivité des investisseurs à des événements de basse tension.

En Chili, la surproduction solaire au nord a saturé les lignes de transmission vers le sud, entraînant des déconnexions pouvant atteindre 25 % de l’énergie produite, et un marché de l’électricité où les prix devenaient négatifs. Sans solutions de stockage, cette énergie est perdue.

Des pays tels que Mexique, Argentine ou Colombie rencontrent des problèmes similaires : infrastructures de transmission insuffisantes, restrictions de connexion, goulets d’étranglement dans des zones à forte capacité solaire ou éolienne, et difficultés bureaucratiques pour de nouvelles connexions.

Le stockage : élément clé pour stabiliser le réseau

Le stockage d’énergie est essentiel pour atténuer les effets de l’intermittence. Les batteries permettent d’absorber l’excédent d’énergie renouvelable et de le relâcher quand la demande est forte, adoucissant les pics de tension et réduisant la dépendance aux centrales thermiques. Par exemple, dans les parcs solaires, l’installation de batteries peut éviter des pertes économiques dues à des coupures imprévues, et rend possible la vente d’énergie à des prix plus élevés, stabilisant ainsi le système et profitant à l’ensemble du marché électrique.

Le gouvernement chilien a déjà commencé à encourager des projets de grandes batteries, dans le cadre de sa stratégie pour éviter le gaspillage solaire. L’Espagne a également annoncé des programmes pilotes, mais la mise en œuvre avance lentement comparée à l’expansion rapide des installations photovoltaïques.

Meilleurs onduleurs, plus de protection : la technologie doit également progresser

Les installations solaires et éoliennes modernes se connectent à la réseau via des onduleurs, qui transforment le courant continu en courant alternatif. Cependant, bon nombre des onduleurs actuels ne sont pas adaptés à des situations extrêmes : face à des baisses de tension, ils se déconnectent automatiquement, aggravant la situation.

La solution réside dans le développement d’onduleurs intelligents capables de :

• Participer activement à la stabilisation, en injectant de la puissance réactive.
• Résister aux baisses de tension ou de fréquence sans quitter immédiatement le réseau.
• Se synchroniser avec d’autres éléments du système.

Cette technologie pourrait permettre aux énergies renouvelables de non seulement ne pas être un problème en période critique, mais de contribuer à les résoudre.

Digitalisation du système et gestion active de la demande

Une idée répandue est que seules les actions sur la production doivent être envisagées. Cependant, la demande électrique peut également être flexibilisée. Des services comme la réponse active de la demande permettent aux grands consommateurs industriels de se déconnecter temporairement en cas de risque d’effondrement, en échange d’une compensation financière. Ce mécanisme pourrait être étendu et digitalisé, incluant des milliers de consommateurs résidentiels et commerciaux.

Des dispositifs tels que les chargeurs de véhicules électriques ou les pompes à chaleur peuvent ralentir leur consommation sans affecter leur fonctionnement, ce qui apporte une stabilité immense au système.

De plus, la digitalisation du réseau, avec des capteurs IoT, un contrôle en temps réel, de l’intelligence artificielle et des systèmes de maintenance prédictive, permet de détecter et d’éviter les pannes avant qu’elles ne surviennent, améliorant ainsi l’efficacité et réduisant le risque de coupures.

Une réseau électrique stable peut-il être 100 % renouvelable ?

De nombreux experts pensent qu’il est techniquement réalisable d’avoir un mix électrique entièrement renouvelable, mais cela nécessite certaines mesures supplémentaires, telles que :

• Décentraliser la production, en rapprochant les points de génération des zones de consommation.
• Varier les sources : ne pas se limiter aux énergies solaire ou éolienne, mais inclure l’hydraulique, la bioénergie et des options de stockage.
• Investir dans des interconnexions internationales : être en mesure d’importer et d’exporter de l’énergie stabilise les flux.
• Planifier le réseau selon des nœuds intelligents et basés sur des données.

Cependant, certaines voix s’élèvent pour affirmer qu’il sera peut-être nécessaire de maintenir une certaine capacité de secours avec des cycles combinés à gaz qui peuvent démarrer rapidement en cas de conditions extrêmes.

Des alternatives telles que la géothermie ou un retour sur la question de l’énergie nucléaire comme complément à faibles émissions doivent également être envisagées.

Synthèse

Avec la transition énergétique en cours, le développement des énergies renouvelables semble inéluctable. Néanmoins, l’intermittence liée aux technologies solaires et éoliennes demeure une menace technique qui nécessite une attention sérieuse. Des événements comme le black-out de 2025 en Espagne montrent qu’il n’est pas suffisant de produire de grandes quantités d’énergie propre ; il faut le faire de manière contrôlée, prévisible et stable.

Moderniser le réseau, prioriser le stockage, mettre en œuvre des onduleurs intelligents, décentraliser la production et digitaliser le système sont des étapes essentielles pour garantir que l’avenir de l’électricité soit à la fois propre et sécurisé. Il s’agit d’intégrer les énergies renouvelables et la stabilité par le biais de planifications réfléchies, d’investissements, d’innovations et d’une vision à long terme.

Mon avis :

La transition vers les énergies renouvelables, bien que cruciale pour la durabilité énergétique, présente des défis complexes. La récente panne en Espagne, causée par l’intermittence des sources renouvelables, souligne les risques d’une gestion inadéquate de la demande et de l’infrastructure. Les investissements dans le stockage et la digitalisation sont essentiels pour garantir la stabilité du réseau.

Les questions fréquentes :

Qu’est-ce que l’intermittence énergétique ?

L’intermittence énergétique fait référence à la variabilité non programmée de certaines sources renouvelables, telles que l’énergie solaire et éolienne. Contrairement aux centrales thermiques ou nucléaires, qui peuvent ajuster leur production selon la demande, ces technologies dépendent de facteurs externes comme l’ensoleillement ou le vent.

Comment l’intermittence affecte-t-elle la stabilité du réseau électrique ?

Cette variabilité peut provoquer des déséquilibres entre la génération et la consommation d’électricité. Si des systèmes de stockage ou de secours adéquats ne sont pas en place, des fluctuations de fréquence et de voltage peuvent survenir, menant à des crises telles que des coupures de courant ou des déconnexions massives.

Quels sont les défis techniques associés à la transition énergétique ?

La transition vers des sources d’énergie moins polluantes implique des défis techniques complexes, notamment des infrastructures obsolètes, un manque de systèmes de stockage, et des processus bureaucratiques pour l’intégration de nouvelles installations renouvelables. Tout cela accroît les risques d’instabilité, surtout dans des contextes où la génération renouvelable atteint des niveaux élevés.

Quelles solutions sont proposées pour stabiliser le réseau avec des énergies renouvelables ?

Pour atténuer les effets de l’intermittence, il est crucial d’investir dans le stockage d’énergie, développer des inversions intelligents, et moderniser les infrastructures du réseau électrique. De plus, il est nécessaire de digitaliser le système pour permettre une gestion active de la demande et de s’assurer que le réseau puisse intégrer les énergies renouvelables de manière contrôlée et stable.