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Les énergies du XXIe siècle

Une vision intégrée de l'énergie


Pour limiter le réchauffement climatique, l’objectif fixé par la stratégie nationale bas-carbone est de réduire les émissions de CO2 pour arriver à la neutralité carbone en 2050. Pour l’atteindre, le CEA travaille sur une approche intégrée reposant sur divers moyens de production, de stockage et de conversion entre les différentes formes d’énergie.

Publié le 22 juin 2021

​Les objectifs énergétiques

En France, l’objectif fixé par la stratégie nationale bas-carbone est de réduire les émissions de CO2 pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Et cela concerne tous les domaines : l’habitat, les transports, l’industrie ou encore l’agriculture.

La Programmation Pluriannuelle de l’Énergie (PPE) publiée en 2020 donne des objectifs chiffrés. Par exemple, elle fixe pour 2028 une réduction de 16,5 % de la consommation d’énergie finale et une diminution de 35 % de la consommation d’énergies fossiles par rapport à 2012.

En 2028, 33 % de l’énergie consommée devra être d’origine renouvelable. Enfin, elle vise 50 % d’électricité d’origine nucléaire en 2035 contre 71 % en 2019.
Pour atteindre ces objectifs, il faut développer des solutions complémentaires qui utilisent différents vecteurs énergétiques à différentes échelles spatiales "locales ou centralisées" et à différentes échelles de temps. Par exemple, adapter le stockage à des besoins courtes durées pour pallier l’intermittence des énergies renouvelables et les pics de consommation, et à des besoins inter-saisonniers. 

Le CEA travaille à ces solutions notamment au travers d’une vision intégrée de l’énergie.


Une vision intégrée de l’énergie

Raisonner avec plusieurs types de production : le mix énergétique

La mesure des émissions de gaz à effet de serre des moyens de production d'énergie électrique consiste à calculer le potentiel de réchauffement climatique de chaque source en étudiant son cycle de vie, de l'extraction minière des matériaux et du carburant en passant par la construction et l'exploitation des centrales de production jusqu'à la gestion des déchets. Ce tableau a été établi en 2014, à partir de centaines d'articles scientifiques, par le Giec (Groupe d'experts intergouvernemental sur les changements climatiques)
Etude 2014 Giec - émissions CO2 électricité
Face aux enjeux énergétiques, il n’y a pas de solution unique, d’énergie totalement propre ou inépuisable. Il faut donc raisonner avec plusieurs types de production, c’est ce que l’on appelle le mix énergétique : faire appel à des moyens produisant de grandes quantités d’énergie comme le nucléaire, et à ceux plus locaux ou intermittents comme l’éolien, le solaire ou l’hydraulique. L’enjeu est ensuite de les faire fonctionner intelligemment ensemble.

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Le mix énergétique à l'horizon 2030 © Agence Gimmik

Repenser le système énergétique : un défi technologique
Au-delà de la production, il faut repenser le système énergétique dans son ensemble pour prendre en compte les nouveaux usages et les nouvelles technologies à disposition. Connecter les différents réseaux (chaleur, gaz, électricité) grâce à des systèmes de conversion d’énergie, stocker le surplus d’énergie pour en disposer plus tard, utiliser des sources insoupçonnées comme la chaleur résiduelle des usines (appelée chaleur fatale) ou encore les batteries des voitures à l’arrêt et piloter l’ensemble pour ajuster au mieux l’offre et la demande.

On parle alors de vision intégrée de l’énergie, et compte tenu de l'interaction croissante des systèmes énergétiques européens, cette vision dépasse les frontières françaises. Elle englobe les échanges d’énergie avec ses principaux voisins : Allemagne, Belgique, Luxembourg, Italie, Espagne, Royaume-Uni, Irlande, Pays-Bas et Portugal. 

Proposer et promouvoir des solutions viables et durables 

En plus du défi technologique, cette vision intégrée doit proposer des solutions économiquement viables et durables, qui prennent en compte l’approvisionnement et le recyclage des matériaux (métaux rares ou critiques, combustibles nucléaires). Enfin, il faudra prendre en compte les dimensions sociales pour accompagner ce changement de comportements... et encourager la sobriété énergétique

Des objectifs et défis que le CEA conduit et relève au quotidien via ses différents programmes de recherche : production nucléaire et solaire, stockage et pilotage, vecteur hydrogène, mobilité décarbonée et économie circulaire.

VidéoSebastien Rosini : Mix énergétique et dimensionnement d’une installation énergétique