Qu’est-ce qu’une « sécheresse énergétique » et pourquoi doit-on la craindre ?

C’est un terme nouveau dont nous parlent aujourd’hui les scientifiques. Celui de « sécheresse énergétique combinée ». Un phénomène qui survient lorsque le soleil ne brille pas et que le vent ne souffle pas. Est-il à craindre ou pouvons-nous apprendre à le gérer ?

Quand le soleil ne brille pas, les panneaux photovoltaïques ne produisent pas. Mais il reste l’espoir que le vent souffle afin que les éoliennes puissent prendre le relais. Ou vice versa. Ce principe, dont l’existence n’a jamais été formellement démontrée, est appelé « foisonnement » ; Pourtant, parfois, il n’y a quasiment ni soleil ni vent. Les scientifiques ont trouvé un mot pour qualifier ce phénomène. Ils parlent de « sécheresse énergétique composée ». Et dans un monde où les énergies renouvelables dépendantes de la météo prennent de plus en plus de place dans les mix électriques, le phénomène prend une importance grandissante.

« Dans un monde fortement dépendant de l’énergie solaire et éolienne, les sécheresses énergétiques pourraient avoir un impact énorme sur le réseau », assure Cameron Bracken, chercheur au Pacific Northwest National Laboratory (PNNL, États-Unis). « Les opérateurs doivent savoir quand se produiront des sécheresses énergétiques afin de pouvoir se préparer à tirer de l’énergie d’autres sources. Et comprendre où, quand et pendant combien de temps elles se produisent aidera les experts à gérer des systèmes de batteries. »

Des sécheresses énergétiques n’importe où et n’importe quand

Pour la première fois, l’équipe a étudié le phénomène à l’échelle des États-Unis. Pour ce faire, les chercheurs ont analysé 40 années de données météorologiques — aussi précises que la vitesse du vent à hauteur d’éolienne ou l’intensité de l’énergie solaire arrivant sur les panneaux photovoltaïques — et d’informations disponibles sur la demande en électricité. Ils ont croisé le tout avec les zones dans lesquelles sont aujourd’hui implantés des centrales solaires et des parcs éoliens.

Le premier enseignement à tirer de ces travaux, c’est que des sécheresses énergétiques peuvent survenir à n’importe quelle saison. Leur fréquence et leur durée semblent en revanche varier en fonction des régions des États-Unis. Au Colorado, par exemple, les sécheresses énergétiques sont fréquentes. Elles peuvent ne durer que quelques heures tout comme elles peuvent s’étendre sur plusieurs jours. Au Texas, en revanche, le phénomène dure rarement plus de quelques heures — environ 37 heures, tout de même, dans le pire des cas enregistrés. La Californie, elle, est surtout exposée à des sécheresses énergétiques de plusieurs jours. Elle détient d’ailleurs le record de durée de 6 jours.

Quel impact des sécheresses énergétiques sur le réseau ?

Le second enseignement à retenir de cette étude, c’est que les sécheresses énergétiques se produisent pendant les périodes de pointe de la demande plus que ce à quoi on pourrait s’attendre en raison du hasard. Le lien de causalité n’est pas établi. Mais la corrélation existe. Et elle devrait permettre d’éclairer le dimensionnement des moyens de production et des réseaux. Pour les jours — ou les heures — sans vent ni soleil, il faudra en effet penser à des sources alternatives. L’hydroélectricité, le nucléaire ou toute autre source d’électricité bas-carbone, venant d’une région voisine.

Ces travaux devraient aussi contribuer à organiser un déploiement de systèmes de stockage de l’électricité les mieux adaptés aux fréquences et aux durées des besoins. « Lorsque vous savez qu’une sécheresse énergétique va durer cinq heures ou cinq jours, vous ne gérez pas le stockage de la même façon », précise Nathalie Voisin, également chercheur au PNNL. D’autant que le changement climatique pourrait encore venir rebattre les cartes. Les chercheurs, justement, comptent désormais modéliser les sécheresses énergétiques jusqu’à la fin de notre siècle en combinant le tout avec l’évolution prévue des infrastructures. Pour évaluer la pertinence des projets…