Iles et énergie : un paysage de contrastes

Dans un contexte empreint de doutes sur l'avenir énergétique et climatique, de nombreuses solutions émergent pour oeuvrer à l'amélioration de nos systèmes de production d'énergie. Electrification rurale, insularité, réseau vieillissant, intégration des énergies renouvelables, réduction des gaz à effet de serre, maîtrise de la demande en énergie, sécurité, fiabilité, sont autant de raisons pour la promotion des réseaux dits intelligents (smart grids). En France la plupart des expérimentations lancées en 2009 dans le cadre de la feuille de route " réseaux électriques intelligents " arrivent à leur terme et les premières leçons peuvent ainsi être tirées dans les quatre grandes thématiques explorées : favoriser la maîtrise et gestion de l'énergie, faciliter l'intégration des EnR décentralisées, anticiper l'évolution des réseaux électriques existants et préfigurer les modèles d'affaire1. Cependant, les smart grids vont au-delà du simple vecteur électrique et du contexte français voire européen où nos réseaux comptent parmi les plus fiables au monde. L'avènement des smart grids au niveau mondial permet d'ouvrir le paradigme aux réseaux multi énergies (électricité, chaleur, froid) et aux zones beaucoup plus contraintes. Ainsi, le concept de microgrid, initialement réservé aux ZNI (Zones Non Interconnectées) ou à l'électrification rurale, permet d'envisager des solutions adaptées à de nombreuses autres applications.

La question de la transition énergétique se pose comme une réforme nécessaire des solutions énergétiques dans leur ensemble : comment réduire leur empreinte carbone, en termes de production d'énergie, mais aussi dans notre utilisation de celle-ci au quotidien et ce, à travers le globe ? Cette question complexe nécessite une approche systémique afin que des solutions performantes, durables et favorables pour l'environnement puissent émerger. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à l'hydrogène en tant que vecteur énergétique. Que ce soit au sein d'une entreprise, d'une ville, d'un pays, de zones interconnectées ou non, quelle solution peut apporter l'hydrogène au paysage énergétique de demain ? A travers quels systèmes énergétiques et dans quel contexte géographique pourrait-il se démarquer d'autres solutions ? De nombreuses recherches ont été effectuées sur le sujet, la plupart se concentrant sur des applications spécifiques de l'hydrogène. Cet ouvrage collectif proposé par les élèves du Mastère Spécialisé OSE a pour but d'analyser ce vecteur hydrogène-énergie dans sa globalité : la mobilité, la production d'énergie, son stockage, sa flexibilité, son apport dans les microgrids sont autant d'aspects qui seront traités à travers deux approches. La première, écosystémique, montrera l'intérêt de développer ce vecteur énergie en local alors que l'approche macro systémique y préfèrera des actions à grande échelle ; le tout tentant de répondre à une seule et même question : l'hydrogène sera-t-il le vecteur énergétique de demain ?

La mobilité est au coeur des débats sur la transition énergétique. Premier émetteur de gaz à effet de serre, premier poste de dépense des ménages en France, le secteur du transport doit être repensé pour mieux faire face aux problématiques environnementales. La loi d'orientation des mobilités fraîchement promulguée prône les modes de déplacement doux pour les transports du quotidien. Néanmoins la mobilité englobe aussi le transport longue distance de personnes et de marchandises. Dans ce contexte, les enjeux se recentrent alors sur les technologies à notre disposition pour décarboner ces moyens de transport. Dans cet ouvrage collectif proposé par les élèves du Mastère Spécialisé OSE les vecteurs énergétiques les plus avancés pour envisager une mobilité des biens et des personnes la plus décarbonée possible sont comparés. Electricité, biogaz, biocarburants, hydrogène sont autant de vecteurs pouvant participer à la réduction de l'impact environnemental du secteur. Néanmoins, en fonction des objectifs variés des pays, les leviers proposés comme les nouvelles pratiques ou l'intermodalité ne suffisent pas pour répondre à la demande toujours croissante de mobilité. Les innovations technologiques au niveau des hydrocarbures mais aussi des moteurs thermiques viennent élargir la palette des solutions envisageables. Quel que soit le vecteur énergétique, une attention particulière doit être portée à son usage en traitant l'ensemble de la chaîne permettant sa mise à disposition. Une analyse de cycle de vie semble donc pertinente pour tenter de comparer ces différents vecteurs. Ils pourront ainsi être évalués en tenant compte de toutes les infrastructures nécessaires à leur développement du berceau à la tombe. Fort de ces éléments donnant un point de vu objectif au regard des impacts environnementaux de ces vecteurs énergétiques, une projection sur le long terme intégrant différents scénarios de déploiement vient compléter l'ouvrage, par une analyse des exercices de prospective dédiés à la mobilité ayant eu lieu ces derniers années. Vous trouverez ainsi dans ce livre un état des lieux et des pistes de réflexions argumentées sur tous les éléments à envisager pour l'aboutissement d'une mobilité globale décarbonée.

Rendre possibles les réseaux électriques du futur, c'est d'abord répondre aux défis techniques, économiques, sociaux et environnementaux liés à la fourniture d'une électricité de qualité au plus grand nombre. Confronté à la complexité technologique d'un domaine associant énergie et télécommunications à des stratégies internationales industrielles et politiques divergentes, à des questions d'acceptabilité sociale, l'essor des smart grids est encore balbutiant. Les réseaux n'ont pourtant d'autre choix que d'évoluer rapidement : il est impératif de répondre aux enjeux de fiabilité, sécurité et modernisation du système électrique dans son ensemble pour le bénéfice des producteurs, des consommateurs et des gestionnaires de réseaux. Dans ce paradigme de Smart Grids, le stockage d'énergie est assuré d'occuper une place centrale. Pourtant, les cadres législatif et économique de son développement restent encore à inventer, les filières industrielles en sont à leurs prémisses et les tensions sur les matières premières se multiplient. A travers cet ouvrage collectif proposé par les élèves du Mastère spécialisé OSE on mesurera que la réponse à ces défis est bien souvent contextuelle, mais qu'une chose est sûre : les réseaux de demain seront intelligents ou ne seront pas.