Rendre les réseaux énergétiques efficaces, intelligents, communicants, optimisés, écologiques et sécurisés, les grands projets énergétiques sont nombreux et variés. Le rôle des ingénieurs par leur maîtrise des sciences et techniques, de la complexité, est majeur tandis que le monde fait face à son plus grand défi : assurer l’avenir de l’humanité.

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Energie durable
Le premier des enjeux est donc le développement des énergies renouvelables. « Car la croissance de la demande mondiale est majoritairement satisfaite par le charbon », rappelle Yves Maréchal. Les compétences ingénieurs sont sollicitées pour apporter des solutions à l’adaptation du système énergétique aux intermittences inhérentes à ces énergies et à des productions localisées alors que la distribution a été formatée pour de grosses centrales. « Il s’agit de mettre en place un faisceau de réponses techniques et organisationnelles, résume Yves Maréchal. Usage des smart grid pour rendre les réseaux et consommateurs « intelligents » ; développement d’un mix énergétique pour adapter en temps réel les productions ; nouvelles solutions de stockage ; efforts soutenus d’efficacité énergétique, etc. »

 

Maîtriser la complexité
Un autre enjeu concerne les ingénieurs au premier chef : l’indépendance énergétique. « Car elle est intimement liée à la production et à la consommation d’énergie, développe Didier Mayer, directeur du département Energie de Mines ParisTech. L’optimisation de la production, de la consommation, du transport et de la distribution d’énergie passe par le développement des smart grid et suppose de reconfigurer les réseaux, d’intégrer le mix énergétique. L’ingénieur apporte sa maîtrise des systèmes complexes et sa vision systémique. »

 

« Smartisation »
La « smartisation », c’est intégrer le numérique dans les systèmes énergétiques, « des capteurs pour recueillir, analyser, transmettre les données, cette étape stratégique est en cours », observe Didier Mayer. Une fois cela réalisé, on ajoute une « couche » énergie : « pour gérer, contrôler, trader, stocker, et ainsi optimiser la répartition de la production dans les réseaux. » La multiplication des données pose un autre défi : la sécurité de l’information. « Les développements ont été tellement rapides qu’on ne s’est pas encore penché sur cet enjeu, souligne Didier Mayer. Le rôle de l‘ingénieur va être crucial dans les années à venir. »

 

Enjeux financiers et juridiques
La complexification de l’approche financière de l’énergie ouvre aussi de nouveaux champs aux ingénieurs formés aux mathématiques appliquées. « Ils apportent leur analyse systémique de la fluctuation de la production et des consommations, font de la modélisation pour mettre au point de tarifications très complexes », illustre Didier Mayer. L’ingénieur peut aussi être sollicité pour travailler sur les solutions et contrats de performance énergétique aux clients professionnels. « La hausse du coût de l’énergie fait de la maîtrise des consommations un enjeu de compétitivité pour les grands consommateurs d’énergie », souligne Yves Maréchal.

 

Des opportunités au-delà des acteurs traditionnels
Les filières utilisant l’énergie font aussi appel aux ingénieurs pour optimiser leurs consommations. C’est le cas dans les transports (révolution des transports hybrides et électriques, carburants de synthèse), l’industrie (efficacité énergétique, valorisation de la chaleur, éco-procédés), et l’habitat (efficacité énergétique, domotique, nouveaux matériaux et isolants, bâtiments à énergie positive).

 

Frank Carré, porteur de la chaire Energies durables de l’Ecole polytechnique, directeur scientifique de la direction de l’énergie nucléaire du CEA.
Quels sont les enjeux stratégiques pour la France ?
– Optimiser l’usage des énergies historiques dans une optique de performance technique, économique, environnementale, sanitaire et sociale.
– Et développer les nouvelles énergies afin de progresser en matière d’émissions de gaz à effet de serre, de baisse des consommations, d’efficacité énergétique, de renouvelables.
Quelques exemples de développements pour répondre à ces enjeux ?
Ils sont en cours et à venir, et la France est scientifiquement et économiquement engagée :
– Dans les instituts pour la transition énergétique notamment pour les énergies vertes et du futur, l’efficacité énergétique, les TIC dans l’énergie, etc.
– Dans le cadre de projets européens : capture, stockage et recyclage du CO2 ; solaire thermique concentré…
– Dans le nucléaire, nous développons des réacteurs à neutrons rapides, de nouveaux combustibles et matériaux ; et travaillons sur la sûreté et la qualité d’exploitation.
Quel est le rôle des ingénieurs dans ce contexte ?
– Il reste primordial dans les métiers traditionnels : conception, exploitation, régulation de la production, prolongation et renouvellement du parc nucléaire.
– Les nouveaux objectifs renforcent l’appel aux sciences fondamentales et appliquées afin d’être en mesure d’introduire des avancées et ruptures technologiques en thermique, matériaux, procédés.
– Il y a aussi des métiers qui montent comme la prévision de la ressource, la modélisation, les sciences du climat, les TIC pour l’énergie, la gestion des systèmes complexes pour gérer l’interface entre énergies historiques et renouvelables…

 

A.D-F