Piz Pho­to­vol­taïque?

Le Solar Express n’est évidemment pas un train et il ne consomme pas de courant. Au contraire, cette initiative de la Confédération lancée en 2022 visait à produire de l’électricité à partir de grandes installations photovoltaïques à construire dans l’espace alpin. Objectif: réduire le déficit hivernal d’électricité.

Le déficit hivernal d’électricité est un phénomène qui se répète chaque année. Une consommation plus élevée, conjuguée à une production plus faible, créé un déficit d'environ 4 à 6 TWh d’énergie en Suisse durant la moitié froide de l’année. Cela correspond à deux à trois fois la production annuelle de la Grande Dixence (2,4 TWh), ou environ une à deux fois la consommation annuelle des CFF. Rapportés à la population suisse, ces six milliards de kWh manquants représentent 660 kWh par habitant·e pour le semestre d’hiver, soit environ 200 francs au prix de 30 centimes le kWh. Si chaque personne en Suisse disposait de quatre modules solaires de 400 Wp, il faudrait 412 heures d’ensoleillement pour combler ce déficit – soit 3,5 heures de soleil par jour sur tous les modules, pendant quatre mois.

Jusqu’à présent, ce déficit hivernal est comblé par des achats d’électricité à l’étranger. Un conflit avec les pays voisins fournisseurs d’électricité semble certes peu probable à court terme, mais cette dépendance existe bel et bien, et elle a un coût. La situation pourrait se compliquer si le réseau électrique européen lui-même venait à manquer de courant – l’agression russe contre l’Ukraine l’a montré. La Suisse souhaite réduire cette dépendance aux livraisons d’électricité européennes, voire s’en affranchir complètement.

Solar Express

De grandes installations photovoltaïques alpines devaient contribuer à réduire ce déficit hivernal. Pour qu’elles puissent voir le jour rapidement, Solar Express a été lancé en 2022. Cette initiative fixait les conditions d’un soutien financier de la Confédération et visait une mise en œuvre rapide grâce à un assouplissement des procédures d’autorisation. Les installations produisant au moins 10 GWh d’électricité par an pouvaient bénéficier d’une aide unique couvrant 60% des coûts d’investissement, à condition de produire au moins 500 kWh par kilowatt de puissance installée entre le 1er octobre et le 31 mars. Cette exigence pour le semestre d’hiver vise justement à réduire le déficit hivernal; elle peut aussi se lire comme un critère de localisation pour les installations. Les sites moins adaptés – par exemple exposés au brouillard ou à l’ombre – risquaient de ne pas pouvoir atteindre ce rendement hivernal.

Pour accélérer leur réalisation, les installations n’avaient pas à justifier d’un besoin. Les projets échappaient à l’obligation d’aménagement du territoire; en raison de leur finalité, leurs sites bénéficiaient d’une dérogation prévue par la loi fédérale sur l’aménagement du territoire. Les projets étaient en outre reconnus d’intérêt national; toutes les communes d’implantation et les propriétaires fonciers devaient donner leur accord, et l’autorisation relevait des cantons.

Ces facilités de procédure et les contributions de la Confédération n’étaient toutefois pas accordées sans contrepartie: les installations devaient injecter dans le réseau au moins 10% de leur production annuelle attendue à la date butoir du 31 décembre 2025.

Le soutien était en outre plafonné. La Confédération visait 2TWh provenant d’installations photovoltaïques alpines. Si ce plafond avait été atteint dans ce court laps de temps, un soutien serait devenu difficile pour les installations supplémentaires. Ce plafond, censé stimuler la concurrence entre exploitants, est cependant resté très loin d’être atteint – même si les premières planifications avaient démarré sur un rythme ambitieux.

Un bilan pour l’instant décevant

Les délais imposés par Solar Express ont conduit à de premières planifications rapides. Plus de 50 projets avaient été envisagés; à ce jour, il en reste 28 en planification ou en réalisation. Quatre d’entre eux – Madrisa Solar, Sedrun Solar et NalpSolar aux Grisons, ainsi que Sidenplangg dans le canton d’Uri – sont désormais en chantier et ont pu injecter à temps leur premier courant dans le réseau.

De nombreux projets ont dû être abandonnés faute de soutien communal. Sans l’appui de la commune ou d'un investisseur solide, une installation photovoltaïque alpine est difficilement réalisable. Certains sites se révèlent aussi, à y regarder de plus près, moins adaptés qu’espéré. La fondation des modules solaires alpins est relativement simple: leur structure porteuse repose sur des ancrages forés. Mais la desserte d’une installation alpine ne doit pas être sous-estimée. Les nombreuses rotations d’hélicoptère renchérissent vite la réalisation et le raccordement au réseau ainsi que l’évacuation des grandes quantités de courant peuvent poser problème. Malgré un soutien financier relativement généreux, cela peut peser lourdement sur leur rentabilité.

On peut malgré tout voir ce bilan pour l’instant décevant de Solar Express sous un jour positif: malgré des délais serrés, quatre projets ont tout de même pu être lancés. Ils ne produiront certes qu’un peu moins de 70 GWh sur les 2000 GWh visés au total, mais il s’agit bel et bien de projets pionniers. Et, soyons honnêtes: le calendrier tenu pour des projets de cette ampleur est impressionnant. N’a-t-on pas souvent entendu, ces dernières années, des plaintes sur l’incapacité de la Suisse à réaliser rapidement des projets d’infrastructure?

Solar Express n’a pas atteint ses objectifs ambitieux. Mais tout n’est pas joué, ce qui compte double pour le photovoltaïque. La Confédération a corrigé le tir et prolongé l'initiative. Les installations encore en planification ou en procédure d’autorisation ont ainsi la possibilité de profiter encore de cette offensive de soutien. Si elles arrivaient à se raccorder au réseau, elles apporteraient environ 0,7 TWh par an – tout de même un tiers de l’objectif visé.

Pourquoi la montagne, au juste?

Mais pourquoi Solar Express vise-t-il justement la construction d’installations photovoltaïques en montagne? Les conflits liés à toute intervention en milieu alpin sont pourtant quasi programmés d’avance. La réponse tient, là aussi, au déficit hivernal d’électricité.

Contrairement aux régions de plaine, comme le Plateau suisse, le rayonnement solaire hivernal est nettement plus élevé en montagne. L’absence de brouillard – surtout lors des longs épisodes d’inversion thermique, quand le ciel de Zurich reste gris –, une durée d’ensoleillement plus longue, un rayonnement plus intense et, en plus, la réverbération de la neige se combinent pour produire nettement plus de courant qu’en plaine.

Le froid augmente en outre le rendement des modules solaires. Du seul point de vue de la production électrique, les régions alpines sont donc idéales pour le photovoltaïque. Et comme la production hivernale était un objectif majeur de Solar Express, celui-ci a misé sur des installations en montagne.

Les coûts de construction y sont bien sûr nettement plus élevés qu’en plaine. Terrain plus difficile, charges de vent importantes, pression de la neige, avalanches, coûts de desserte plus élevés, arrêts de chantier dus aux intempéries: autant de facteurs de renchérissement.

La neige, une affaire à double tranchant

Un désavantage financier majeur des installations alpines tient à leur construction elle-même, coûteuse. Alors que les installations photovoltaïques classiques se montent relativement simplement, avec des systèmes standards, sur les toits et les façades, les modules solaires en montagne exigent des structures porteuses propres et robustes.

Ces tables métalliques sur lesquelles reposent les modules sont en acier et doivent atteindre une hauteur considérable – 5-6 m, en général. Il s’agit d’éviter que le manteau neigeux n’atteigne les modules et ne fasse chuter la production. Les cellules solaires utilisées sont bifaciales: elles produisent aussi du courant sur leur face arrière. Plus la réverbération de la neige est forte, mieux c’est. La neige est donc bienvenue – mais seulement jusqu’à une certaine hauteur.

Une entreprise tyrolienne s’attaque autrement au problème de l’accumulation de neige. Elle ne monte pas les modules sur des tables, mais verticalement, sur une structure porteuse. Grâce à une conception à quatre pans, le vent crée des turbulences qui forment, au pied de la structure, un affouillement dans la neige pouvant atteindre plusieurs mètres de profondeur. Avec un espacement maximal de 14 m entre les mâts, les modules restent dégagés de neige. Les pans sont suspendus jusqu’à 1 m au-dessus du sol, ce qui crée une fente entre eux et le terrain. Celle-ci fait qu’une certaine couche de neige subsiste malgré l’affouillement, ce qui profite à l’albédo – le pouvoir réfléchissant du terrain – et donc à la production électrique.

Après un premier champ d’essai, une telle installation voit désormais le jour dans le domaine skiable de Sölden, dans l’Ötztal (A), sur 6,1 ha, avec 800 mâts, 12 663 modules et une puissance totale de 6,59 MWp. Le courant continu des modules est ici acheminé directement jusqu’à la station du téléphérique du glacier du Tiefenbach, sans être injecté dans le réseau public. Un suivi est également prévu pour évaluer si de tels champs solaires pourraient servir de protection contre les avalanches: les déplacements de neige liés aux affouillements pourraient s’avérer utiles sur des pentes avalancheuses. Une construction similaire a aussi été retenue pour Gondo Solar, en Valais, actuellement autorisé en première instance.

Issue incertaine

Le photovoltaïque en grands champs solaires alpins n’en est encore qu’à ses débuts – pas seulement en Suisse. De premiers pas ont été faits, ce qui aurait difficilement été possible sans Solar Express. On pourrait regretter que le soutien aux installations solaires revienne souvent, en définitive, à soutenir des infrastructures touristiques. Mais nos habitudes de loisirs pèsent elles aussi sur la consommation d’électricité et accentuent le déficit hivernal.

L’avenir dira si le photovoltaïque alpin tient ses promesses. Il ne faudra alors peut-être plus de Solar Express. En attendant, la Suisse ne s’en est finalement pas si mal sortie avec ses trains lents – elle en fait même la publicité avec un express: le Glacier Express, le train express le plus lent du monde, attire des foules de touristes. Et il longe déjà deux des champs solaires – Sedrun et Val Nalps.

Helioplant® Tiefenbach, Sölden (A)

Maître d’ouvrage
Ötztaler Gletscherbahn, Sölden (A)

Planification
Helioplant®, Innsbruck (A)

Puissance de l’installation
6,59 MWp

Production annuelle
9,2 GWh

Supports PV
800

Modules PV
12 663

Surface occupée
6,1 ha

Lien vers la version originale en allemand