1970-1980 : la crise pétrolière marque la naissance de la durabilité

En Suisse aussi, les décennies fertiles après la guerre font monter en flèche les besoins énergétiques. De nouvelles centrales nucléaires sont planifiées et, en même temps, la structure de la consommation énergétique change. De 1950 à 1970, la part de combustibles et de carburants fossiles dans la consommation d’énergie totale passe d’environ 24 à 77 %. Pendant que le gouvernement suisse débat sur la politique énergétique de l’avenir, le pays et le monde occidental tout entier sont surpris par la crise pétrolière mondiale.

L’Egypte, la Syrie et d’autres pays sont en guerre avec Israël lorsque les états arabes exportateurs de pétrole jugulent intentionnellement leur production afin de mettre l’Occident sous pression par rapport au soutien apporté à Israël. Le prix du pétrole augmente à une vitesse fulgurante.

Le Conseil fédéral réagit au choc en appelant la population et l’économie à diminuer leur consommation, réduit la vitesse maximale sur autoroute à 100 km/h et fixe un contingentement des carburants et des combustibles. Il proclame en outre trois dimanches sans voitures ni vols. L’on travaille à présent de manière ciblée à une conception énergétique globale, avec pour but d’atteindre un approvisionnement en énergie indépendant, sûr et aussi avantageux que possible, qui tienne compte également des considérations environnementales.

Des pays en voie de développement sans accès à l’électricité
Les pays en voie de développement sont eux aussi très fortement touchés par la crise pétrolière. Aujourd’hui encore, 1,6 milliard de personnes dans le monde n’ont pas accès à l’électricité. Les pays membres de l’ ONU adoptent en 2015 les Objectifs de développement durable (ODD), qui définissent 17 objectifs différents. L’objectif 7 vise à la mise en place de l’accès à des services énergétiques abordables, fiables et modernes d’ici 2030. Un objectif qui devrait dépasser le cadre de la politique énergétique. En effet, l’accès simplifié à l’énergie devrait apporter d’autres résultats positifs : éradication de la pauvreté, augmentation de la production alimentaire, approvisionnement en eau potable, amélioration de la santé publique, développement de l’éducation, promotion de l’économie et promotion des femmes.

Légende d’illustration : les 17 objectifs de l’ ONU pour un développement durable.

Quelle contribution les normes apportent-elles aux ODD des Nations Unies ?
L’Organisation internationale de normalisation ( ISO) a défini plus de 200 normes en rapport avec l’efficacité énergétique et les énergies renouvelables. Vous trouverez les normes contribuant directement à la réalisation de l’objectif 7 des ODD dans la liste simple et claire d’ISO. ISO 50001 soutient par exemple les organisations dans l’optimisation de leur gestion énergétique, afin de leur permettre de réduire leurs dépenses et leur consommation énergétiques et d’augmenter leur efficacité énergétique.

Sources : Office fédéral de l’énergie (www.energeiaplus.ch), Wikipédia, Institut allemand pour la politique de développement

La loi suisse sur l’énergie a 20 ans

Le 1er janvier 1999, 26 ans après la crise pétrolière, entre en vigueur la première loi suisse sur l’énergie. Pour le 20e anniversaire de celle-ci, l’Office fédéral de l’énergie (OFE) publie en 2019, dans une série de blog en cinq parties, une large rétrospective consacrée à un pan passionnant de l’histoire politique suisse.

Légende d’illustration : 1973 à Zurich, un dimanche sans voitures (source: Keystone)

Le 25 novembre 1973, des autoroutes, des routes principales et des routes secondaires vides ont marqué la Suisse. « Perles des archives » de la Radio Télévision Suisse (RTS) présente les enregistrements vidéo historiques.

Ceux qui n’ont pas voulu renoncer à leur sacro-sainte sortie dominicale ont dû la faire sans leur voiture alors tant vénérée. La première interdiction de circulation dominicale en Suisse se révéla un véritable happening : les vieux vélos furent extraits des caves et réparés, les routes se transformèrent en piste pour patins à roulettes et les promeneurs flânèrent sur les grands axes de circulation. Malgré le contexte extrêmement sérieux, les Suisses prirent la première interdiction de circulation dominicale avec beaucoup d’humour.

La crise pétrolière comme tournant décisif pour les progrès techniques

Depuis le choc pétrolier de 1973, beaucoup d’eau a coulé sous les ponts. Dans le monde entier, la recherche se penche sur des technologies durables et fiables. En Suisse, c’est à l’Empa que l’on travaille sur des solutions pour la mobilité de l’avenir. Christian Bach, chef du service Technologies de propulsion automobile, examine les possibilités de réduction de l’impact environnemental et climatique de la mobilité routière. Dans l’entretien qui suit, il montre ce que nous pouvons attendre notamment de l’hydrogène. En outre, Christian Bach avait déjà été impliqué dans le développement de la norme SN 277206 (norme suisse pour le contrôle des systèmes de filtres à particules).

Légende d’illustration : Christian Bach, chef du service Technologies de propulsion automobile à l’Empa

1) SNV : La crise pétrolière des années 1970 a montré clairement que les quantités de combustibles fossiles à notre disposition ne sont pas illimitées. Quelles ressources alternatives de propulsion testez-vous en ce moment à l’Empa ?

Christian Bach : Fondamentalement, les seules alternatives aux sources d’énergie fossile dont nous disposons sont les sources d’énergie biogènes renouvelables ainsi que l’électricité nucléaire et l’électricité renouvelable. Comme l’électricité nucléaire doit être supprimée elle-aussi, et que les sources d’énergie biogènes ne présentent qu’une structure quantitative limitée, il ne reste plus que l’énergie électrique renouvelable. C’est pour cela qu’à l’Empa nous concentrons nos efforts sur cette dernière.

2) Vous êtes en train de tester une installation d’hydrogène pour le ravitaillement. LA solution pour l’avenir ?

Nous ne pourrons pas passer à côté de l’hydrogène ; c’est pour cela qu’un examen sérieux de l’utilisation directe de l’hydrogène s’impose. De nombreux éléments semblent indiquer que la mobilité à l’hydrogène est porteuse d’avenir. Toutefois, nous ne voyons pas son application première dans le domaine des véhicules de tourisme, mais plutôt dans les circuits de distribution des poids lourds ainsi que chez les véhicules locaux (véhicules communaux, bus), ceux-ci pouvant déjà être exploités de manière rentable avec un aménagement restreint des infrastructures.

3) Depuis quand ce test est-il en cours et quelle est la composition de l’équipe de recherche ?

L’installation a été réalisée en deux versions. Le ravitaillement à 350 bar a été mis en service en 2014, celui à 700 bar en 2016. Parallèlement à la réalisation des étapes de ravitaillement en deux versions, des questions d’ordre énergétique et technologique ont été abordées dans le cadre de projets. Dans ce contexte, les clarifications avec la Suva et les établissements cantonaux d’assurance incendie dans le domaine de la sécurité et avec l’Institut fédéral de métrologie (METAS) pour les questions concernant l’aptitude à l’étalonnage ont occupé une place centrale. Parallèlement à cela, le remplissage des réservoirs H2 a fait l’objet d’examens et de simulations détaillés.

4) L’hydrogène est-il disponible sans limites ?

L’hydrogène n’existe pas dans la nature sous forme non liée, il faut le fabriquer. Alors que, pour des raisons de coûts, « l’hydrogène industriel » est aujourd’hui encore essentiellement produit par reformage à la vapeur d’un combustible fossile (gaz naturel), « l’hydrogène énergétique » est produit par électrolyse à partir d’électricité renouvelable. C’est l’unique moyen d’obtenir une réduction des émissions de CO2 pour les véhicules. La question cruciale est donc de savoir si l’électricité renouvelable est disponible sans limites et c’est précisément là que nous voyons l’attrait puissant de cette technologie. D’un point de vue physique, l’électricité renouvelable est inépuisable. Le soleil envoie sur la terre beaucoup plus d’énergie qu’il n’en faudra jamais à l’humanité. La difficulté réside dans la « récolte » de cette énergie solaire ainsi que dans son transport et dans sa distribution.

5) Par qui l’hydrogène est-il fourni ? Peut-on produire de l’hydrogène en Suisse ?

Dans le cadre d’une étude financée par l’Office fédéral de l’environnement (OFEV), nous avons examiné les potentiels pour la production d’hydrogène énergétique en Suisse, lorsque la production de l’énergie nucléaire aura été réduite de 25 TWh et l’exploitation du potentiel du photovoltaïque (PV) de la Suisse aura été augmentée de 50 % (env. 25 TWh). A cette occasion, nous avons appliqué pour la première fois une échelle géographique et temporelle étendue. Fait intéressant : sur les 25 TWh d’électricité PV, même en cas de compensation sur des semaines entières, environ 10 TWh restent inutilisés sur le marché de l’électricité, car la demande en électricité est déjà largement couverte par l’énergie hydraulique. Une exportation de l’énergie (comme aujourd’hui) est également peu probable, puisque les régions limitrophes investissent elles-aussi massivement dans le PV et auront par conséquent les mêmes excédents d’électricité que nous aux mêmes moments. La seule alternative réaliste est donc la production d’hydrogène. Celle-ci permet de coupler le secteur électrique au secteur de la mobilité, de quelle manière, c’est ce que nous sommes en train d’examiner dans le démonstrateur de mobilité baptisé move.

Légende d’illustration : le Future Mobility Demonstrator move avec une batterie de stockage stationnaire et une borne de chargement pour véhicules électriques, une installation de production et de stockage d’hydrogène et de ravitaillement en hydrogène pour véhicules à piles à combustible ainsi qu’une future installation de méthanisation avec approvisionnement en CO2 atmosphérique pour les véhicules à gaz.

6) Quel est le but exact de ces tests ?

Nous étudions le lissage des pics PV au moyen de batteries et de la mise à disposition de l’électricité pour l’électromobilité ainsi qu’au moyen de la fabrication d’hydrogène pour la mobilité à piles à combustible. A cette fin, nous avons construit des installations équipées d’un grand nombre de capteurs, afin d’étudier par exemple le vieillissement/l’usure dans le fonctionnement intermittent et dynamique ou les niveaux de rendement dans le fonctionnement dynamique. En ce moment, nous planifions d’ajouter à l’installation une installation de méthanisation, pour fabriquer du méthane de synthèse pour les véhicules à gaz à partir d’hydrogène et de CO2 atmosphériques.

7) Quels sont actuellement les défis les plus importants de cette méthode ?

Le défi le plus important est la rentabilité. La rentabilité ne s’obtient pas en alignant simplement différentes technologies. Il faut pour l’atteindre des systèmes conçus et exploités de manière optimale. Ceux-ci doivent en outre pouvoir être utilisés pour la stabilisation du réseau. Les coûts énergétiques ne représentant dans le domaine de la mobilité routière qu’une faible part des coûts totaux, ce domaine est prédestiné à être la première application de cette méthode. A long terme, d’autres domaines pourraient venir s’y ajouter.

8) A Dübendorf, une balayeuse à hydrogène est actuellement testée en conditions quotidiennes d’utilisation. Que disent les expériences actuelles ?

Les expériences ont été très positives. Dans l’ensemble, la consommation énergétique a pu être réduite de nettement plus de 50 % par rapport aux machines diesel-hydrauliques, notamment en raison du passage de la distribution de puissance hydraulique à la distribution de puissance électrique. Toutefois, nous avons aussi pu constater que les coûts d’investissement pour ces véhicules sont encore trop élevés. Pour qu’on puisse utiliser les systèmes à piles à combustible dans des véhicules de ce type, il faut encore pouvoir en réduire nettement les coûts.

9) Où voyez-vous pour l’instant le plus grand potentiel pour un carburant utilisable à large échelle ?

Le premier domaine d’utilisation de l’hydrogène comme carburant serait à nos yeux le circuit de distribution des poids lourds, les poids lourds électriques et à piles à combustible étant exempts de la RPLP et de l’impôt sur les huiles minérales. Ces taxes représentent environ 50 % des coûts totaux.

10) L’essence et le diesel seront-ils remplacés par un seul carburant ? Ou faut-il s’attendre à différentes alternatives ?

Non, nous ne partons pas de cette hypothèse. Nous pensons que les trajets courts et moyens dans le domaine des véhicules de tourisme, de livraison et des poids lourds seront couverts par des véhicules électriques ; les trajets moyens et longue distance, en revanche, le seront avec des carburants de synthèse par des véhicules à moteur à combustion. Ces concepts présentent tous des émissions globales de CO2 faibles. Dans le domaine des véhicules de tourisme, l’électromobilité sera sans doute principalement à batterie électrique, alors que dans le domaine des véhicules de livraison et des poids lourds, elle sera probablement électrique mais à piles à combustible.

11) Avez-vous déjà prévu de tester d’autres méthodes ?

Comme nous l’avons déjà évoqué, nous prévoyons en ce moment l’ajout d’une installation de méthanisation. Ce faisant, nous copions l’approvisionnement en énergie de la nature (la photosynthèse). Avec l’aide de la lumière du soleil, la chlorophylle (le vert des feuilles) scinde l’eau en oxygène et en hydrogène, et avec le CO2 atmosphérique, l’hydrogène est transformé en hydrates de carbone. Dans notre installation, ces étapes sont exécutées techniquement, et au lieu de produire des hydrates de carbone, nous produisons un hydrocarbure. Le cycle du carbone est cependant bouclé exactement comme dans la nature.

12) Fait-on à l’Empa des efforts particuliers pour réduire les émissions de CO2 dues aux postes et aux processus de travail ?

En raison de ses nombreux laboratoires et appareils aux exigences spéciales (vide, haute et basse températures, climatisation, etc.), l’Empa présente une consommation énergétique élevée. C’est pour cela que nous avons développé il y a quelque temps un concept énergétique ambitieux pauvre en CO2 ; basé d’un côté sur des éléments connus et éprouvés (p. ex. assainissements énergétiques, chauffages à basse température, PV, couplage chaleur-force (CCF)), de l’autre côté sur de nouvelles technologies (p. ex. réseau de chaleur basse température, stockage de chaleur saisonnier, récupération thermique). Ce concept est à présent progressivement mis en œuvre. Les vols liés aux conférences et aux sessions de projets internationales sont une source importante de CO2. Dans la mesure du possible, il faut en réduire le nombre en les remplaçant par des voyages en train ou en voiture. En outre, nous testons le recours accru aux réunions virtuelles et participons à des actions afin d’encourager les pendulaires à passer aux transports publics ou au vélo.

Christian Bach, merci beaucoup pour cet entretien.

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