électricité

Du solaire dans les Alpes, et en plein hiver? Pas si fou

Des travaux réalisés à l’EPFL montrent que des panneaux photovoltaïques installés en montagne pourraient contribuer à remplacer la production d’électricité nucléaire suisse, tout en coïncidant avec la demande, plus forte en hiver

Soleil gratuit, prix en chute libre, les cellules solaires photovoltaïques figurent en bonne place dans les stratégies développées dans de nombreux pays pour réduire l’impact climatique de la production d’électricité. Pourtant, dans les régions tempérées, comme dans l’Union européenne et en Suisse, le solaire pose un problème majeur: sa production culmine en été, tandis que la demande en électricité connaît son pic en hiver.

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Un décalage inéluctable, qui ne pourrait être compensé que par un stockage onéreux des surplus estivaux? Pas si sûr, répond ce mardi un groupe de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), dans la revue PNAS. Selon lui, la Suisse pourrait profiter de ses montagnes pour centrer le pic de production solaire en hiver.

Du solaire dans les cimes

«Notre idée consiste à incliner plus fortement les panneaux pour que leur orientation soit plus favorable, profiter de la lumière réfléchie par le manteau neigeux et bénéficier de l’ensoleillement hivernal en altitude», résume Annelen Kahl, principale auteure de ces travaux.

La Suisse pourrait profiter de ses montagnes pour centrer le pic de production solaire en hiver

Dans l’idéal, les panneaux solaires doivent être orientés – minute par minute – de manière à rester perpendiculaires à la direction du rayonnement solaire. En pratique, on les pose avec une inclinaison qui correspond peu ou prou à la latitude du lieu, soit une quarantaine de degrés en Suisse. Un réglage qui maximise la production annuelle mais se traduit par un pic de production en été.

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«Nous avons cherché à comprendre si le pic ne pouvait pas être décalé en hiver sans sacrifier la production annuelle.» A lire les calculs de l’EPFL – qui reposent sur des mesures par satellite de l’énergie reçue en Suisse avec une «maille» d’environ 3,7 kilomètres carrés – cela semble bien être le cas: on constate qu’au-delà de 2000 mètres d’altitude, l’irradiation solaire hivernale – la puissance moyenne reçue par un mètre carré de surface – est supérieure à l’irradiation annuelle mesurée à faible altitude (moins de 500 m), là où se concentrent les régions urbaines et la majeure partie des installations solaires.

Pour mieux capter le rayonnement hivernal, les panneaux sont fortement inclinés – jusqu’à 65° –, ce qui a aussi le mérite d’éviter qu’ils ne soient recouverts de neige et de récupérer jusqu’à 15% d’énergie solaire supplémentaire réfléchie par le manteau neigeux.

Espaces naturels menacés

Engagée dans une sortie progressive du nucléaire, la Suisse doit compenser l’électricité nucléaire par d’autres sources décarbonées. C’est tout l’objet de la Stratégie nationale 2050 qui prévoit notamment un recours accru aux énergies renouvelables. «Nous avons basé nos simulations sur l’idée que l’électricité solaire pourrait compenser la moitié de la production nucléaire actuelle», indique Annelen Kahl.

«L’installation de panneaux photovoltaïques en montagne est une fausse bonne idée»

Nicolas Wüthrich, Pro Natura

Un tel ratio pourrait être atteint avec 60 kilomètres carrés de panneaux photovoltaïques installés dans les régions urbanisées, et seulement 44 à 47 kilomètres carrés en montagne, suivant l’enneigement des sites choisis. «Ce sont des ordres de grandeur, et il reste beaucoup à faire pour obtenir des évaluations plus précises.» Il faudra notamment étudier le territoire avec une «maille» plus fine, pour identifier les sites les plus favorables, mais aussi tenir compte des infrastructures de transport électrique existantes, etc.

«Ce type d’approche exclusivement technique n’est pas acceptable, s’insurge Nicolas Wüthrich, de l’organisation de protection de la nature Pro Natura. Au lieu de conquérir de nouveaux espaces naturels, ce qui obligerait aussi à ouvrir des voies d’accès et à créer des lignes électriques, il faut cantonner l’électricité solaire aux sols déjà occupés, et trouver des synergies avec d’autres ressources comme le solaire thermique, l’éolien en plaine et surtout l’efficacité énergétique. L’installation de panneaux photovoltaïques en montagne est une fausse bonne idée.»

«Nous ne disons pas qu’il faut forcément coloniser de nouveaux espaces, répond Annelen Kahl. On peut développer le solaire en montagne en s’appuyant sur ce qui existe déjà: les structures de barrages, les voies de communication existantes, les toits des villages et des stations de ski. Ce que nous montrons, c’est que plus il y aura de panneaux en altitude, et plus on pourra optimiser la production solaire en hiver!»

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