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Mieux utiliser les énergies renouvelables grâce aux réseaux intelligents

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Le Département de l'Energie des Etats-Unis a annoncé, le 26 novembre 2009, un investissement de 620 millions de dollars dans 32 projets innovants de réseaux intelligents (smart grids) et de stockage d'énergie. L'objectif est de valider la faisabilité technologique et économique de plusieurs technologies.

Les smart grids : des réseaux intelligents qui communiquent entre eux pour mieux gérer l'énergie. © horizontal.integration CC by-nc-sa

Ces projets devraient moderniser le système actuel de gestion de l'énergie aux Etats-Unis et, à la fois, améliorer l'« efficience énergétique » (la production comparée aux moyens engagés), faire réaliser des économies aux consommateurs et soutenir les énergies renouvelables.

Les smart grids sont des réseaux communiquants et intelligents capables de s'autogérer de manière fine et décentralisée. Le développement des technologies associées à ces réseaux au travers de ces projets devrait, selon le Secrétaire à l'Energie Chu, « approfondir notre savoir et notre compréhension de ce qui fonctionne le mieux et de ce qui donne les meilleurs résultats pour la Smart Grid et préparer la course au développement d'un réseau moderne, indispensable pour atteindre nos objectifs énergétiques ».

Mais la gestion fine et automatisée de la distribution de l'énergie n'est pas suffisante. Il faut être capable de stocker l'énergie lors des pics de production pour la redistribuer ensuite, lors des pics de consommation. Or l'énergie électrique est compliquée à stocker. Le stockage est pourtant essentiel pour éviter le recours aux centrales thermiques polluantes et assurer la viabilité des sources d'énergie intermittentes, comme l'énergie solaire photovoltaïque ou l'énergie éolienne.

Le Electric Power Research Institute estime que la mise en place de réseaux intelligents économiserait 4% de l'électricité consommée en 2030, soit 20,4 milliards de dollars.

Il y a de l’électricité dans l’air

16 projets pour un total de 185 millions de dollars concerneront donc les technologies innovantes de stockage, sous forme de batteries, comme les batteries à flux, ou sous des formes moins habituelles pour le grand public. Certains projets porteront sur le stockage sous forme d'air comprimé, par exemple, dans de grands réservoirs métalliques ou bien dans le sous-sol (voir schéma ci-dessous).

Cliquer pour agrandir. Lors d'un pic de production, quand la quantité d’énergie est supérieure aux besoins, l’électricité alimente un compresseur qui envoie de l’air comprimé dans un réservoir. Lors d’un pic de consommation, l’air comprimé est détendu et actionne une turbine électrique. Un récupérateur de chaleur permet d’augmenter le rendement par cogénération. © Sandia National Laboratories, domaine public

D'autres projets concernent le stockage sous forme hydraulique, par pompage d'eau dans des barrages hydroélectrique, ou encore sous forme inertielle, comme c'est le cas des alimentations sans interruptions (uninterruptible power supply) utilisées dans les data centers. Un système de stockage inertiel est un système aux frottements minimaux, dans lequel l'électricité est convertie en énergie cinétique en faisant tourner un disque. Plus la vitesse de rotation est importante, plus le système contient d'énergie. Il suffit ensuite de relier le système à un moteur électrique pour redistribuer l'énergie quand le besoin se fait sentir.

Tout les projets ne se révéleront pas viables, mais il sera ainsi possible de déceler ceux qui le sont et de déterminer comment ils pourront ensuite s'intégrer dans un réseau intelligent national et plus efficace, exploitant de multiples sources d'énergie et diverses solutions de stockage. Ces investissements, auxquels s'ajoutent un milliard de dollars issus du secteur privé, devraient créer des milliers d'opportunités d'emplois, depuis des ouvriers jusqu'aux analystes en systèmes d'énergie.

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