Univers énergétiques: NEST, un terrain idéal pour l’avenir énergétique

Sur le site de l’Empa, à Dübendorf, on répète pour l’avenir. L’Energy Hub (ehub) situé dans le bâtiment de recherche et d’innovation NEST tient prêts des réseaux énergétiques en plusieurs exécutions et fournit des données de mesure intelligentes. Entretien avec le responsable de projet.
11.09.2019

Monsieur Heer, nous nous trouvons ici au sous-sol du NEST. Au-dessus de nous il y a des habitations, des bureaux et une salle de fitness avec saunas. Ici, en bas, nous sommes entourés de tuyaux, de câbles et d’électronique. L’«ehub», qu’est-ce que c’est, exactement?
L’ehub est une plate-forme de recherche énergétique dont l’objectif est d’optimiser la gestion de l’énergie à l’échelle du quartier – et d’étudier son influence sur l’ensemble du système énergétique. Grâce à la séparation énergétique et aux différents profils d’utilisation des entités présentes dans le NEST, nous avons ici, pour ainsi dire, un quartier entier au sein d’un seul et même bâtiment. Nous disposons de trois réseaux de chaleur, de trois réseaux électriques, d’un réseau d’air comprimé et de technologies telles que des appareils de stockage de glace ou des piles à combustible. Chaque composant de l’infrastructure peut être commandé séparément et, selon le sujet de recherche, exploité en interconnexion ou à part. Ainsi, des concepts peuvent être développés, analysés et améliorés dans l’ehub de manière ciblée.

Les habitants du bâtiment perçoivent-ils quelque chose de cette technologie complète et intégrée?
Dans l’idéal, très peu – mis à part le confort moderne. Mais différents éléments se cachent derrière cette apparente simplicité, éléments qui s’emboîtent les uns dans les autres. Quelques exemples: nous utilisons du courant solaire pour l’exploitation d’une pompe à chaleur à haute température, avec laquelle nous chauffons plusieurs saunas. Pour ce faire, nous misons sur une utilisation de l’énergie en cascade: la chaleur résiduelle du sauna finlandais nous sert à produire de la vapeur pour le bain de vapeur, puis la chaleur résiduelle de ce dernier sert à chauffer le bio-sauna. L’électricité que produisent les utilisateurs des appareils de fitness est elle aussi injectée dans le réseau de quartier. Au deuxième étage, nous avons une unité d’habitation où une intelligence artificielle tient compte de l’incidence de la chaleur et de la lumière provenant de la fenêtre panoramique pour maintenir constamment la température ambiante à un niveau agréable. Là, nous essayons de reproduire le confort à travers un algorithme.

«Nous avons ici, pour ainsi dire, un quartier entier au sein d’un seul et même bâtiment»

Il s’agit donc de nombreux systèmes étroitement imbriqués. Un aperçu optimiste de l’avenir énergétique en Suisse?
En effet, ce ne sera pas une seule et même technologie renouvelable qui dominera l’avenir, et il nous faut arrêter de considérer chaque technologie individuellement. Pour ce qui est de la transition énergétique, nous ne pouvons toutefois pas non plus partir de zéro. Au contraire, nous devons poursuivre le développement des réseaux d’électricité, de gaz et de chaleur à distance en nous basant sur ceux qui existent déjà. La transformation du système énergétique sera largement influencée par les utilisateurs finaux. Prenez par exemple le photovoltaïque, le stockage dans des batteries ou l’e-mobilité: dès lors qu’ils sont intéressants quant au prix et qu’ils apportent au client des gains d’efficacité, une pression perceptible venant d’en bas se fait sentir dans tout le système, selon le principe «qui paie, commande». La question est alors de savoir comment le système énergétique gère cette situation.

Juste à côté du bâtiment se trouve une installation de power-to-gas qui utilise le courant excédentaire pour produire de l’hydrogène et du méthane. Cette technologie n’est-elle pas terriblement inefficace?
La question est mal formulée car elle ne vise pas le système global. Si je souhaite transférer l’énergie excédentaire issue du photovoltaïque d'été en hiver, l’efficacité individuelle d’un électrolyseur ou d’une installation de méthanisation est secondaire. Ce n’est pas le système le plus efficace au niveau individuel qui s’imposera, mais un système durable et facile à mettre en œuvre. Nous devrions aussi nous déshabituer de rattacher les technologies à un seul secteur lorsqu’elles sont importantes pour plusieurs secteurs en parallèle. En fonction de la manière dont j’exploite une pompe à chaleur, celle-ci peut par exemple être utile au réseau électrique en y compensant des fluctuations.

«La décentralisation, l’électrification et la digitalisation sont les tendances du moment»

Quelles sont les tendances énergétiques marquantes actuellement?
La décentralisation, l’électrification et la digitalisation sont les tendances du moment. Idéalement, les nouveautés que nous installons devraient aussi pouvoir être influencées par l’automation. Cela entraîne toute une panoplie de possibilités, dont nous avons urgemment besoin. À villes différentes, solutions différentes requises, en fonction de facteurs tels que l’altitude, la part d’artisanat, le tourisme, les transports, etc. Il en va de même pour la mobilité. Selon le domaine d’utilisation, un véhicule fonctionnant à l’hydrogène est préférable à un simple véhicule électrique – ou alors, c’est un véhicule à gaz qui remporte la course.

À propos de mobilité, quel est votre point de vue sur le conflit autour du CO2 entre les partisans des voitures électriques et les adeptes des moteurs à combustion?
Dans une étude de grande ampleur, nous avons comparé les groupes motopropulseurs sur toute la durée de vie des véhicules, qui est de 240 000 km dans notre hypothèse. Le bilan est étonnant: ce n’est pas la propulsion en soi qui fait la différence, mais le caractère renouvelable de l'agent énergétique. Une voiture électrique n’économise des émissions de CO2 que si elle utilise du courant renouvelable. Outre les bâtiments, les transports représentent une part importante des émissions de gaz à effet de serre. Il est d’autant plus important de n’avoir plus sur le marché que du courant issue d’énergies renouvelables.

Comment l’AES envisage-t-elle l’avenir énergétique? Le nouveau Rapport sur les univers énergétiques 2019 traite des évolutions techniques, régulatoires et liées à l’économie énergétique. Consultez-le ici.