Le courant alternatif face aux énergies renouvelables en courant continu.

Wave, le bâtiment qui héberge la direction régionale de Vinci Energies à Lille, se distingue parmi les immeubles de bureaux contemporains. Équipé de LED à tous les étages et dépourvu d'interrupteurs, l'éclairage y est piloté par des capteurs de mouvements. Un détail inhabituel attire l'attention : la présence de multiples prises murales USB-C dans toutes les pièces, destinées à connecter ordinateurs et smartphones. Ce bâtiment, inauguré la semaine dernière, tire une partie de son énergie de panneaux photovoltaïques et fonctionne avec un réseau en courant continu.
C'est une première en France qui illustre la montée en puissance du courant continu face au courant alternatif. « Ce qui se passe dans le monde de l'électricité est à la mesure de la transformation vécue par la téléphonie avec l'arrivée du mobile. La transition sera plus lente mais de même ampleur », analyse Thierry Lopez de Arias, vice-président « electrical protection & control » de Mersen, l'ex-Carbone Lorraine.

Wave représente un modèle d'efficacité énergétique et d'innovation technologique. L'usage de courant continu permet des économies dès l'installation et simplifie la gestion énergétique. Les LED, les capteurs de mouvements et les prises USB-C intégrées témoignent d'une volonté d'optimisation et de réduction des pertes énergétiques. En utilisant directement le courant continu produit par les panneaux photovoltaïques, Wave évite les conversions énergivores entre courant continu et courant alternatif.

L'exemple de Wave pourrait bien préfigurer un changement plus large dans le secteur de l'énergie. La montée en puissance des technologies de courant continu, soutenues par des innovations comme les microgrids et les réseaux intelligents, pourrait transformer notre manière de consommer et de gérer l'électricité. Si la transition sera progressive, elle promet néanmoins de bouleverser les normes établies et d'offrir de nouvelles opportunités pour une gestion plus efficace et durable de l'énergie.
Avec des projets comme Wave, la révolution du courant continu est en marche, promettant une transition énergétique qui allie innovation technologique et économies d'énergie.

* 1.000 gigawatts : C'est la capacité photovoltaïque installée dans le monde en 2022. Cette capacité représente un tiers des énergies renouvelables et 12 % de la capacité totale de production d'électricité, selon l'Agence Internationale pour les Énergies Renouvelables.
* 1.300 TWh : C'est la quantité d'électricité produite grâce au photovoltaïque en 2022, marquant une augmentation de 26 % par rapport à l'année précédente. Pour la première fois, cette production a dépassé celle de l'électricité éolienne.
* 500 milliards de dollars : C'est le montant prévu pour les investissements dans le solaire photovoltaïque en 2024, en hausse par rapport aux 480 milliards de dollars investis en 2023. Cela représente des investissements plus importants que dans toutes les autres formes d'énergies, selon l'Agence Internationale de l'Énergie.
* 50 % : C'est la proportion de l'électricité produite dans le monde qui pourrait provenir des énergies renouvelables d'ici 2030, selon les estimations de Bloomberg New Energy Outlook 2024.

Le courant continu offre des économies dès l'installation grâce à un réseau nécessitant seulement deux fils, contre trois ou quatre pour le courant alternatif. Thierry Lopez de Arias estime que ces gains de câblage permettent d'envisager des économies sur les nouvelles infrastructures d'environ 15 %. Le courant continu sera également plus économique à l'usage. « Une bonne partie de nos objets du quotidien, comme les LED, les batteries d'ordinateurs ou celles des voitures électriques, fonctionnent avec du courant continu, comme celui produit par les panneaux photovoltaïques. Il devient dès lors paradoxal et énergivore de convertir le courant à deux reprises : du continu vers l'alternatif puis de nouveau vers le continu pour alimenter ces objets », insiste Emmanuel Dunat, directeur général de l'activité Vinci Energies Building Solutions en région Nord.
Ces économies, qui pourraient s'élever à plus de 20 %, « seront précisées au bout de six mois d'expérimentation », précise-t-on chez Vinci Energies.
Les enjeux vont bien au-delà de simples économies. L'histoire remonte à la fin du XIXe siècle, quand le courant alternatif, promu par Nikola Tesla, s'est imposé face au courant continu, défendu par Thomas Edison. « À l'époque, les transformateurs qui permettaient d'ajuster le niveau de tension pour transporter et distribuer en courant alternatif de la puissance sur de longues distances n'avaient pas d'équivalent en courant continu. C'est la principale raison de la défaite de Thomas Edison dans ce qu'on a appelé "la guerre des courants" », explique Jean-Luc Thomas, professeur au Conservatoire national des arts et métiers.

Le courant continu ne se contente pas de promettre des économies d'énergie substantielles ; il s'inscrit également dans une vision plus large de transition énergétique. En réduisant les pertes énergétiques et en simplifiant l'infrastructure électrique, il ouvre la voie à une utilisation plus efficace et plus rationnelle des ressources. Cette approche pourrait transformer radicalement notre manière de consommer et de gérer l'énergie, contribuant ainsi à un avenir plus durable et écologique.
Alors que le débat entre courant alternatif et courant continu continue de susciter des discussions, l'évolution technologique et les nécessités économiques semblent favoriser une montée en puissance du courant continu. L'avenir de notre infrastructure énergétique pourrait bien se trouver dans ce retour aux sources, optimisé par les avancées du XXIe siècle.

Le paysage énergétique a commencé à se transformer dans les années 1990 grâce à l'apparition de l'électronique de puissance. Cette technologie permet d'adapter le voltage du courant continu et de le transporter sur de longues distances. Aujourd'hui, elle est privilégiée pour le transport du courant haute tension sur de longues distances. Certaines lignes de chemin de fer, à l'exception des lignes TGV nécessitant de très fortes puissances, fonctionnent également avec du courant continu. Les ordinateurs et une partie des data centers utilisent aussi cette technologie.

Cependant, selon Thierry Lopez de Arias, il n'y aura pas de révolution soudaine vers le courant continu en raison de l'importance des infrastructures développées depuis plus d'un siècle autour du courant alternatif. « Le courant continu ne représente aujourd'hui que très peu de choses. Il va s'étendre très progressivement car il facilite la transition énergétique, notamment vers le solaire photovoltaïque et l'éolien. » On devrait ainsi voir émerger des « microgrids », ces réseaux électriques indépendants, avec ou sans connexion au réseau principal, à l'échelle des maisons, des immeubles et des quartiers. Ce phénomène sera particulièrement notable dans les pays du Sud où les réseaux en courant alternatif sont moins développés.

En France, Enedis recense déjà plus de 490.000 autoconsommateurs, principalement des foyers utilisant l'électricité photovoltaïque produite par leurs panneaux solaires. Aujourd'hui, cette électricité est convertie en courant alternatif via un onduleur. À l'avenir, certains logements pourraient se convertir au courant continu. « L'intérêt du continu est de permettre un pilotage très fin de l'installation en optimisant la consommation de chaque appareil. Dans l'avenir, on peut imaginer que non seulement la vitesse de recharge des voitures électriques sera ajustée en fonction de la puissance disponible, mais que cela s'étendra à tous les usages du bâtiment, comme les pompes à chaleur ou les lave-vaisselles », explique Yannick Neyret, président de la CurrentOS Foundation.

On devrait également voir des immeubles ou des quartiers entiers câblés en courant continu pour recevoir directement l'électricité de leurs panneaux solaires. La Chine affiche de grandes ambitions dans ce domaine. Aux États-Unis, deux projets menés par Emera Technologies au Nouveau-Mexique et en Floride vont relier plusieurs dizaines de maisons en courant continu afin d'être alimentées directement par la mini-ferme solaire voisine.

L'avenir du courant continu semble prometteur, avec des quartiers entiers bientôt câblés pour recevoir directement l'électricité de leurs panneaux solaires, marquant une étape clé dans la transition énergétique mondiale.

En France, Enedis envisage de passer à la distribution du courant continu, une initiative prometteuse pour l'avenir énergétique. Jean Pompée, chef du département « smart grid » à la direction technique d'Enedis, explique : « Si demain une maison ou un bâtiment a besoin de courant continu, il serait logique qu'Enedis, en tant que gestionnaire du réseau de distribution, prenne en charge cette demande. Il ne s'agit pas de construire un réseau parallèle, mais d'intégrer un convertisseur de courant alternatif en continu, au plus près du point de livraison, en mutualisant ce dispositif avec d'autres clients. »
L'entreprise prévoit de lancer un démonstrateur d'ici fin 2024. Ce projet nécessitera une dérogation réglementaire, notamment pour la comptabilisation de la vente du courant continu, une première en son genre. L'Europe manifeste également un grand intérêt pour ce développement et finance à 80 % le projet Shift2DC, avec un budget de 11,3 millions d'euros. Ce projet, lancé récemment, implique des partenaires de renom tels qu'EDF, Schneider et Nexans. Il vise à intégrer le courant continu dans divers secteurs, y compris les bâtiments, les data centers, l'industrie et les ports.
Un des défis majeurs sera d'établir des normes et standards industriels pour le courant continu, qui n'existent pas encore. Ces normes seront cruciales pour garantir la sécurité des utilisateurs, la prévention des incendies et la gestion des pannes. Il sera également essentiel de concevoir une prise standardisée pour alimenter les appareils en courant continu, une innovation qui fait encore défaut aujourd'hui.
Enedis et ses partenaires sont à l'avant-garde de cette révolution énergétique, posant les bases d'un futur où le courant continu pourrait jouer un rôle central dans notre quotidien.