ÉCLAIRER L'AVENIRLa production d’énergies renouvelables est fondamentalement dépendante des conditions météorologiques. Mais au-delà, la capacité à prévoir les conditions climatiques sur le court, moyen et long termes est l’un des facteurs permettant un système énergétique performant et résilient.
Si le développement des énergies renouvelables répond à un impératif climatique de long terme, leur massification a fait porter des enjeux particuliers sur la prévision court terme. Les données météorologiques permettent d’anticiper à des horizons de temps très courts le niveau de la production des énergies renouvelables électriques. Elles favorisent donc leur intégration dans le système énergétique.
Compte tenu de la variabilité des énergies renouvelables électriques et du caractère très sensible à la température de la consommation énergétique française, les prévisions météorologiques permettent à RTE d’assurer l’équilibre offre-demande à différents pas de temps (infra-journaliers et journaliers) et d’optimiser les besoins en réserves. Le gestionnaire du réseau de transport publie, plusieurs fois par jour, les niveaux de production et les actualise en fonction des prévisions météorologiques. Ces prévisions s’appuient sur des bases de données de températures, de vent, de nébulosité et de rayonnement solaire établies par Météo France. Elles prennent également en compte les données historiques permettant de mieux appréhender les variations de la demande et de la production électrique, et de simuler des situations de tensions sur le réseau.
Les données météorologiques constituent également un enjeu important pour les exploitants de centrales photovoltaïques ou éoliennes qui assurent le rôle de « responsable d’équilibre ». Des entreprises spécialisées dans la modélisation météorologique à des mailles spatiales très fines se développent pour les accompagner.
Fin 2019, le programme Smart4RES[1], rassemblant douze partenaires européens (dont Météo France et l’École des Mines ParisTech), a été lancé pour améliorer les prévisions de la production des centrales d’énergie renouvelables, afin de faciliter leur intégration dans les systèmes électriques et les marchés de l’électricité. En effet, d’après Georges Kariniotakis, chercheur aux Mines ParisTech et coordinateur du projet Smart4RES[2], « les solutions de prévision de la production des énergies renouvelables existent et sont considérées comme assez matures, mais elles ont des limites. Notre but est de créer une vraie rupture dans les performances des modèles, et non pas des améliorations incrémentales comme c’est le cas aujourd’hui ».
À moyen terme, les données météorologiques sont nécessaires pour optimiser la disponibilité des centrales de production.
Les prévisions météorologiques allant de la semaine à quelques mois donnent, sous forme probabilisée, de la visibilité aux exploitants de centrales pour programmer les opérations de maintenance au moment où la demande d’énergie sera probablement la plus faible (ainsi que son prix). Ces prévisions, régulièrement actualisées, sont établies par les services météorologiques, notamment à partir de l’observation des océans et de leur réchauffement en surface.
Sur une échelle de temps plus longue, les données de vents et les cadastres solaires sont également indispensables pour que les développeurs optimisent l’implantation, et donc le potentiel productif, des nouvelles centrales d’énergies renouvelables.
À long terme, les données météorologiques et climatiques aident à définir l’évolution du mix énergétique.
Le changement climatique a de nombreuses conséquences susceptibles d’impacter le parc de production, mais également la demande en énergie. À titre d’illustration, le stress hydrique réduit sensiblement le potentiel des barrages hydrauliques et peut conduire à l’arrêt de centrales nucléaires, comme cela a par exemple été observé à l’été 2020. Par ailleurs, la modélisation des évolutions climatiques sur plusieurs années permet d’anticiper les régimes de vent et d’ensoleillement, et de déterminer ainsi les meilleures localisations pour les futures unités de production d’énergies renouvelables. Les données météorologiques et climatiques deviennent donc des outils de politique publique pour piloter à l’horizon de plusieurs décennies l’évolution du mix énergétique. Ces différents horizons de temps ont notamment été mis en évidence dans le cadre du projet Clim4Energy, mené entre 2016 et 2018, qui a permis de fournir des données climatiques ciblées sur des problématiques du secteur de l’énergie, en associant des centres de recherche, des services météorologiques et des industriels. Les données sont disponibles dans un démonstrateur en ligne. Le cas de la météorologie témoigne ainsi de la plus-value d’une approche commune entre chercheurs, industriels et pouvoirs publics pour répondre aux défis du changement climatique.
Nota bene CRE : Les « Billet[s] du lundi » du Comité de prospective de la CRE présentent des sujets qui ont trait au secteur de l’énergie sur la base de synthèses documentaires ou d’observations sur des articles ou des documents élaborés par des tiers. Ces synthèses n’engagent pas le collège de la Commission de régulation de l’énergie. Ils ont pour but d’attirer l’attention des acteurs sur des éléments factuels auxquels ils peuvent réagir par retour de contribution à notre adresse : eclairerlavenir@cre.fr.
[1] https://www.smart4res.eu/
[2] Cité sur le site « Industrie et Techno » : https://www.industrie-techno.com/article/pour-mieux-predire-la-production-d-energie-renouvelable-les-mines-paristech-musclent-les-modeles-meteo.58379