« L'électricité solaire que l'on produit soi-même est une valeur sûre »

Depuis 1988, le laboratoire de la Haute école spécialisée bernoise à Burgdorf étudie les systèmes photovoltaïques. Christof Bucher en est le directeur. Dans cet entretien, le professeur de systèmes photovoltaïques nous présente les activités de recherche en cours et nous dévoile ses perspectives en matière de vente d'électricité solaire à l'avenir.

Christof Bucher, la compétence clé de votre laboratoire est la suivante : on y contrôle et on y teste dans la pratique ce que les planificateurs et les installateurs PV ne peuvent pas contrôler eux-mêmes. Qu'est-ce qui entre dans cette catégorie ?

Nous vérifions notamment si les onduleurs réduisent effectivement leur puissance à des fréquences supérieures à 50,2 Hz, ou si un onduleur reste connecté au réseau de manière stable lors d'une brève chute de tension. Nous avons récemment vérifié comment un système PV équipé d'optimiseurs de puissance se comportait en cas d'incendie. Pour les modules photovoltaïques, nous pouvons par exemple vérifier s'ils peuvent éblouir. Concrètement, il s'agit de savoir si et dans quelle mesure les modules PV réfléchissent la lumière du soleil de telle sorte qu'elle pourrait par exemple éblouir et déranger les voisins.

Pourquoi est-il important que les onduleurs réduisent leur puissance dès qu'ils atteignent certaines fréquences ?

Pour comprendre cette question, il faut d'abord savoir ce qui suit : Notre réseau électrique européen fonctionne à une fréquence de 50 hertz, de la Grèce au Danemark et du Portugal à la Pologne. Toutes les installations connectées à ce réseau fonctionnent de manière synchrone et s'alignent sur cette fréquence commune. Lorsque cette fréquence augmente ou diminue massivement, il est clair que quelque chose ne va pas.

Autrefois, les installations photovoltaïques étaient certes tolérées dans le réseau électrique, mais elles devaient se déconnecter automatiquement en cas de problèmes. C'était l'époque où les choses fonctionnaient différemment. En Suisse, jusqu'au milieu des années 2010, toutes les installations photovoltaïques devaient être déconnectées dès qu'elles dépassaient 50,2 hertz.

Aujourd'hui, nous le savons : si les installations photovoltaïques se déconnectaient collectivement en cas de panne, les conséquences seraient graves. Leur défaillance soudaine pourrait déstabiliser le réseau et, dans un cas extrême, provoquer une panne de courant à grande échelle sur l'ensemble du territoire européen. C'est pourquoi les onduleurs sont aujourd'hui dotés de fonctions qui contribuent activement à la stabilité du réseau et permettent d'empêcher un tel scénario.

Pour le prévenir, il est important que chaque installation photovoltaïque se comporte correctement, qu'il s'agisse d'une petite centrale sur un balcon ou d'une installation photovoltaïque de grande envergure sur le toit d'une maison.

Quelle est l'autre fonction importante des onduleurs ?

Les modules photovoltaïques produisent du courant continu. Celui-ci ne peut toutefois pas être injecté directement dans le foyer ou dans le réseau électrique public, car ces deux derniers dépendent du courant alternatif. Les onduleurs convertissent le courant continu des modules PV en courant alternatif, ce qui permet de l'utiliser à la maison ou de l'injecter dans le réseau.

Dans le cadre de la recherche en laboratoire, votre équipe et vous portez une attention particulière à ces mêmes onduleurs. D'où vient cette attention ?

C'est une nécessité découlant de la stratégie énergétique de la Suisse : dans le cadre de la loi sur l'électricité adoptée en 2024, la population s'est prononcée à une majorité des deux tiers en faveur d'une forte croissance des producteurs indigènes d'électricité renouvelable. Il s'agira principalement d'installations photovoltaïques sur les toits des maisons. Notre système énergétique ne peut toutefois pas absorber la puissance nécessaire à cet effet, indépendamment d'une extension du réseau, raison pour laquelle des solutions doivent être trouvées au niveau du raccordement au réseau lui-même. Sans solutions dans ce domaine, il ne pourra pas y avoir de transition énergétique. C'est la raison pour laquelle nous menons des recherches sur ce sujet.

Pouvez-vous expliquer cela plus précisément ?

L'extension du réseau ne suffit pas à elle seule pour relever les défis de la transition énergétique. Un réseau plus puissant ne résout pas le problème de la surabondance d'électricité solaire lors d'une journée ensoleillée. La production et la consommation d'électricité solaire doivent être harmonisées.

Voici un exemple tiré du passé : alors que les températures d'avril 2024 ont été très chaudes durant la première moitié du mois dans notre pays, l'hiver a fait son apparition à plusieurs reprises à partir du milieu du mois, et il a de nouveau neigé jusqu'en plaine. Personne ne s'attendait à cette situation, car les prévisions météorologiques annonçaient auparavant un temps chaud. Conséquence : la neige a recouvert les panneaux solaires de plusieurs installations photovoltaïques, qui n'ont donc pas produit d'électricité. Il s'en est suivi une pénurie d'électricité, au final, il nous a manqué l'équivalent d'un gigawatt et demi de puissance dans notre pays. C'est plus que la puissance d'une centrale nucléaire. La société nationale Swissgrid, responsable de l'exploitation du réseau, a alors dû acheter à court terme de l'électricité à l'étranger pour plusieurs millions de francs afin d'assurer l'approvisionnement. Cet incident montre qu'il n'est pas toujours possible d'adapter les besoins en électricité de manière flexible et rapide à la situation de production du moment.

Selon vous, à quoi les propriétaires doivent-ils faire particulièrement attention aujourd'hui lorsqu'ils choisissent une installation photovoltaïque, des composants et un fournisseur ?

Comme pratiquement tous les produits répondent à pratiquement toutes les exigences, on ne peut plus se tromper beaucoup dans le choix des produits aujourd'hui - à condition d'utiliser des produits testés. Je recommande de se renseigner en particulier sur les expériences d'autres personnes et de s'y fier.

Si l'installation photovoltaïque produit plus d'électricité que l'on ne peut en consommer soi-même, il est possible de l'injecter dans le réseau - et de la monnayer dans le cadre de la rémunération de l'injection. Quand est-il vraiment judicieux d'agir ainsi et que doivent savoir les propriétaires à ce sujet ?

Ce n'est pas seulement utile, c'est urgent. Tout le monde n'a pas la possibilité de produire sa propre électricité solaire. De plus, les toits sont un bien rare. Il ne faut pas les gaspiller dans la mesure du possible. Dans certains cas, l'injection pure et simple d'électricité solaire n'est certes pas rentable, mais l'électricité excédentaire qui n'est pas autoconsommée peut être injectée dans le réseau et permettre aux exploitants d'installations de bénéficier d'un revenu supplémentaire bienvenu, tout en réalisant des économies grâce à la consommation propre d'électricité.

Il est important pour les propriétaires de savoir que les modules photovoltaïques sont généralement très bon marché et que l'installation de quelques modules supplémentaires ne coûte pas beaucoup plus cher. Le fait qu'il y ait alors un peu plus de surplus est acceptable. Si celui-ci peut être vendu, comme nous l'avons dit, cela génère des revenus supplémentaires.

Quelles sont les tendances qui seront importantes pour les propriétaires équipés d'une installation photovoltaïque à l'avenir ?

Une tendance importante pour les propriétaires équipés d'installations photovoltaïques est l'évolution vers une exploitation dynamique de l'installation. Il s'agit de limiter de manière flexible l'injection dans le réseau électrique - par exemple à 60% maximum de la puissance installée. L'installation propre est alors réglée de manière à n'injecter pas plus de cette part dans le réseau. La technique nécessaire à cet effet est installée directement sur l'installation.

L'avantage, c'est que celui qui s'engage à limiter l'injection (restons à l'exemple des 60 % maximum) obtient en contrepartie une rémunération plus élevée de la part de certains exploitants de réseau. Cela a du sens dans la mesure où le réseau électrique est ainsi moins sollicité et où les gestionnaires de réseau peuvent ainsi dépenser moins d'argent pour l'extension du réseau. Les gestionnaires de réseau peuvent répercuter ces économies sur les exploitants d'installations photovoltaïques, ce qui signifie que ces derniers reçoivent plus d'argent pour limiter l'injection de courant. Au bout du compte, les deux parties y trouvent donc leur compte.

Qu'en est-il actuellement dans la pratique ?

Une bonne douzaine de gestionnaires de réseau en Suisse proposent déjà de tels modèles, et ce nombre est en augmentation. À l'avenir, cette approche deviendra probablement la norme. En d'autres termes, l'exploitation intelligente et utile au réseau d'une installation PV sera récompensée financièrement.

Pour que l'interaction entre l'installation photovoltaïque, la consommation et l'alimentation fonctionne sans problème, les systèmes de gestion de l'énergie occupent également une place de plus en plus importante dans la société. Ces systèmes surveillent en permanence la production, la consommation et le stockage de l'électricité dans les ménages, et commandent de manière ciblée, par exemple, pour chauffer un chauffe-eau ou charger une voiture électrique. Ils permettent ainsi d'utiliser efficacement l'électricité solaire dans sa propre maison tout en soulageant le réseau électrique.

À mon avis, celui qui mise sur un tel système de gestion de l'énergie fait déjà le premier pas vers un système flexible qui prendra de l'importance à l'avenir. C'est d'autant plus pertinent que les prescriptions des gestionnaires de réseau ne cesseront d'évoluer. On pourrait par exemple imaginer qu'ils rémunèrent plus cher l'électricité produite la nuit ou qu'ils prennent en compte d'autres critères.

Que conseilleriez-vous à quelqu'un qui possède une grande installation photovoltaïque, mais qui consomme relativement peu de l'électricité solaire qu'il produit lui-même ?

Dans ce cas, j'envisagerais l'installation d'une batterie. Cela permettrait de stocker temporairement l'électricité solaire autoproduite et de l'utiliser en différé, par exemple le soir, lorsque le soleil ne brille plus, mais que le ménage a toujours besoin d'électricité.

Il est également judicieux de prévoir l'installation photovoltaïque dès le départ, afin de pouvoir installer un accumulateur de batterie sans problème ultérieur si nécessaire. On évite ainsi des transformations inutiles et des coûts supplémentaires si l'on se rend compte plus tard qu'un accumulateur serait utile.

Y a-t-il une erreur répandue que vous observez dans la pratique concernant les installations photovoltaïques ?

Par exemple, les propriétaires qui optent délibérément pour une installation photovoltaïque uniquement pour leur propre consommation, car ils ignorent combien d'argent ils recevront effectivement dans le cadre de la rétribution du courant injecté. Par conséquent, l'installation est assez petite.

Pour ne prendre aucun risque, il faudrait pourtant faire exactement le contraire, car nous savons très bien que nous aurons besoin d'électricité très rapidement à l'avenir. C'est pourquoi je construirais une installation photovoltaïque aussi grande que possible. Là encore, le mot-clé est la flexibilité ; qui sait, peut-être que dans quelques années, le chauffage au mazout sera remplacé par une pompe à chaleur moderne qui consommera alors plus d'électricité. À moins qu'on n'achète une voiture électrique. Pour la recharger, nous aurons également besoin de plus d'électricité. L'intégration de flexibilités telles que les pompes à chaleur, les stations de recharge ou les batteries de stockage va donc devenir très importante.

Y a-t-il encore quelque chose que tu voudrais transmettre à nos lecteurs pour conclure ?

Une chose est sûre : notre société va de plus en plus s'électrifier. Nous nous éloignons des énergies fossiles et nous nous orientons vers un besoin en électricité nettement plus important, que ce soit grâce aux voitures électriques, aux pompes à chaleur ou aux nouvelles technologies dans la vie quotidienne. Investir aujourd'hui dans une grande installation photovoltaïque, c'est s'assurer une certaine indépendance. L'électricité solaire que l'on produit soi-même est sûre et personne ne peut nous la prendre. De plus, le soleil ne coûte rien. Enfin, une fois l'installation photovoltaïque amortie, l'électricité produite est même gratuite.