En 2023, les énergies éolienne et photovoltaïque, principales sources de production intermittentes, ont respectivement compté pour 7,8% et 5,5% de la production totale d’électricité dans le monde. (©EDF-Philippe Eranian)
Définition
L'intermittence dans la production d'électricité fait référence à la variabilité et à l'imprévisibilité de certaines sources d'énergie renouvelable, qui dépendent des conditions météorologiques et des cycles journaliers et saisonniers.
Puisqu'elles ne peuvent pas produire de l’électricité en continu, cela induit pour les unités de production concernées de ne pas toujours pouvoir fonctionner, mais aussi de ne pas nécessairement répondre à un besoin lorsqu’elles produisent de l’électricité.
Cette intermittence signifie que la production d'électricité peut fluctuer de manière imprévisible, posant des défis pour maintenir un approvisionnement stable et constant dans le réseau électrique. Des solutions comme le stockage d'énergie et la gestion intelligente de la demande sont nécessaires pour pallier ces variations.
Quelles sources d'énergie sont intermittentes ?
Une partie seulement des énergies renouvelables productrices d’électricité est intermittente, c'est-à-dire touchée par des périodes d’interruption non volontaire.
C’est principalement le cas des énergies éolienne et solaire qui ont besoin d’un minimum de vent ou de soleil pour produire de l’électricité.
C’est également le cas de la plupart des énergies marines (éolien offshore, énergies marémotrice, houlomotrice et hydrolienne) dont la production dépend par exemple des marées ou des courants.
Précisons que l’intermittence touchant ces EnR électriques est plus ou moins prévisible. La production d’un panneau photovoltaïque ou d’une centrale marémotrice est plus facile à prévoir que celle d’une éolienne soumise à des conditions de vent changeantes.
Il existe par ailleurs des énergies renouvelables capables de produire continuellement de l’électricité aux moments souhaités. Ce sont principalement :
- l’énergie hydraulique dont la production peut toutefois être affectée par de faibles pluviométries ;
- la biomasse, les centrales thermiques alimentées par ce combustible pouvant produire de l’électricité en continu ;
- la géothermie qui ne dépend pas de contraintes atmosphériques.
Certaines énergies marines ont également une production continue et une prédictibilité parfaite : l’énergie thermique des mers en zone intertropicale (la température des eaux de surface et de fond restant relativement stable) et l’énergie osmotique issue de la salinité des océans.
Source : Global Electricity Review 2024, EMBER - Graphique : Selectra
Conséquences de l'intermittence
L’impact principal de l’intermittence est de perturber l’équilibre entre l’offre et la demande. Il en résulte une plus difficile gestion du réseau électrique.
Afin de ne pas être perdue (énergie « fatale »), la production des énergies intermittentes est injectée en priorité sur le réseau. Si elle s’interrompt, d’autres unités de production dites de « back up » prennent le relais. Ces dernières doivent pouvoir être activées instantanément pour ne pas menacer l’approvisionnement électrique, ce qui entraîne des surcoûts importants.
Solutions pour s'adapter
Or la production excédentaire peut constituer une menace pour l’équilibre du réseau électrique et causer de coupures d’électricité si elle n’est pas injectée sur d’autres lignes. Le maintien de l’équilibre du réseau peut nécessiter de stocker l’électricité excédentaire produite par les unités intermittentes lorsque la demande est insuffisante.
Les solutions de stockage d’électricité d’envergure restent toutefois encore limitées en dehors des STEP. Même si insuffisante, l’interconnexion entre plusieurs réseaux nationaux peut permettre d’absorber une partie de la production intermittente en la distribuant à une autre zone.
Notons que des variations importantes de prix peuvent avoir lieu sur les marchés de gros en raison des flux d’électricité excédentaire. Il en résulte parfois même des prix négatifs.
Toutes ces contraintes imposent aux gestionnaires de réseaux de développer des systèmes de gestion intelligents dits « smart grids » afin de pouvoir, entre autres, également influer sur la demande.
