Éolien et solaire PV n’ont pas fait produire plus d’électricité à la France

Dans cette série, Bernard Durand analyse l’utilité et le coût de l’éolien et du solaire photovoltaïque en France. Dans ce deuxième volet, il montre, données de RTE à l’appui, que ces productions non pilotables sont inutilisables sans centrales pilotables, et que leur essor depuis 2008 n’a pas fait augmenter la production française d’électricité : il s’est fait surtout au détriment du nucléaire.

1 – Le caractère non pilotable et l’extrême variabilité de la puissance instantanée délivrée par les centrales éoliennes et PV ont comme conséquences qu’elles sont strictement inutilisables sans leur association permanente avec des centrales pilotables.

Une production impossible à faire coïncider avec la consommation

Comme nous venons de l’expliquer, la stabilité du réseau électrique exige qu’à tout moment la puissance produite soit égale à ± 1 % près à la puissance appelée par les consommateurs. Cela étant impossible avec des centrales éoliennes ou PV, comme le montre la figure 1, celles-ci sont strictement inutilisables directement. Pour les rendre utilisables elles doivent donc être nécessairement associées sur le réseau électrique à des centrales pilotables qui ajustent en permanence à ± 1 % près la puissance totale instantanée de cette association (non-pilotable + pilotable) à la puissance instantanée appelée par les consommateurs, en diminuant leur puissance quand celle des non-pilotables croît et en l’augmentant dans le cas inverse. Cela limite de fait considérablement la part possible de l’éolien et du PV dans la production d’électricité et montre aussi qu’il est impossible de produire notre électricité uniquement avec ceux-ci.

La figure 1 montre dans sa partie haute ce qu’il en a été en octobre 2024 des fluctuations de la puissance des productions d’éolien + PV cumulées pour l’ensemble de la France métropolitaine. On y constate l’ampleur ainsi que la fréquence de ces fluctuations.

Ce profil de puissance varie non seulement d’un jour à l’autre mais aussi d’un mois à l’autre tout au long de l’année. La partie basse de la figure représente pour comparaison le profil de la consommation d’électricité des Français pendant ce mois d’octobre 2024. Pour permettre visuellement cette comparaison, on a procédé à un changement d’échelle (voir légende) de manière à égaler les hauteurs des moyennes des deux profils. Ce qui revient à supposer que la quantité totale d’électricité produite par l’éolien + PV était égale sur ce mois à la totalité de la quantité d’électricité consommée. On constate que la puissance cumulée de l’éolien + PV ne correspond jamais à la puissance consommée. On vérifie donc ici qu’éolien et solaire PV sont strictement inutilisables directement par les consommateurs, à moins que ceux-ci ne consomment d’électricité qu’en fonction de la production éolienne + PV, ce qui est, c’est le moins qu’on puisse dire, un exercice très acrobatique.

Pas un kilowattheure de plus

L’éolien et le solaire PV ne permettent pas de produire plus d’électricité

La figure 2 montre en effet que l’augmentation considérable depuis le Grenelle de l’environnement de la production d’électricité non-pilotable, éolien + PV, – elle est maintenant notre deuxième source d’électricité, avant les combustibles fossiles – n’a pas fait augmenter la production totale d’électricité française entre 2008 et 2025. Celle-ci a même diminué.

On observe que cette diminution concerne beaucoup plus l’électricité nucléaire que les combustibles fossiles. Les fluctuations du fossile sont anti-corrélées avec celles du nucléaire. On constate entre autres que la diminution importante du fossile après 2023 coïncide avec une forte augmentation du nucléaire. D’autre part la progression sur la période considérée de l’éolien et du PV est très régulière et non corrélée avec les variations du fossile. Cette progression, 77 TWh au total sur la période considérée, est en outre bien supérieure à la diminution du fossile, 30 TWh environ.

Si on ne peut pas exclure qu’une part de la diminution du fossile soit imputable à l’augmentation du non-pilotable, cette part est donc nécessairement peu significative.

En conséquence l’augmentation de la production d’électricité non-pilotable, éolienne et solaire PV, s’est nécessairement accompagnée d’une diminution de la production de nos autres sources d’électricité. On constate que cette diminution concerne essentiellement le nucléaire et le fossile et qu’elle est plus importante pour le nucléaire que pour le fossile. Cette diminution du fossile est aussi bien inférieure à la progression des non-pilotables. Elle est aussi très irrégulière, contrairement à la progression des non-pilotables, et ses principaux pics et creux et maxima correspondent aux principaux creux et pics de la production nucléaire. Les variations du fossile semblent donc bien plus dépendantes de celle du nucléaire que de celles des non-pilotables.

Le nucléaire, variable d’ajustement

Ces constatations sont confortées par la figure 3, qui représente pour le mois d’octobre 2024 les fluctuations des productions des différentes sources d’électricité, en % de la production totale. La production des non-pilotables fait, on le voit, automatiquement baisser celle des pilotables. Les variations de puissance des non-pilotables sont compensées essentiellement par les variations en sens inverse de la puissance des centrales nucléaires, dans une moindre mesure de celle des centrales hydroélectriques et très peu par celle des centrales à combustibles fossiles. Centrales hydroélectriques et nucléaires voient de plus leur rentabilité diminuer, car leur production est plus faible alors que les frais de production, maintenance, salaires, frais financiers, restent les mêmes, ce qui fait augmenter le coût au kWh produit. À cela s’ajoute que le fonctionnement en dents de scie qui en résulte fragilise le matériel des centrales (alternateurs, tuyauteries…), et en accélère le vieillissement, ce qui est particulièrement préoccupant pour le nucléaire.

Le mythe du TWh fossile économisé

Il est donc faux de prétendre, comme on le lit et l’entend si souvent, que la production d’un TWh supplémentaire d’éolien ou de solaire PV économise en France la production d’un TWh de combustibles fossiles et donc les émissions de CO2 associées. Si l’on ne peut pas exclure formellement une petite contribution des non-pilotables à la diminution du fossile et donc à la diminution des émissions de CO2 de notre production d’électricité, cette contribution semble fort modeste. Il est par contre vrai que la production des non-pilotables remplace une partie importante de celle des centrales à combustibles dans les pays qui n’ont pas ou trop peu de nucléaire et/ou d’hydroélectricité pour produire leur électricité, dont la majorité des pays européens.

Notons au passage que l’affirmation systématique des médias, selon laquelle tel parc éolien ou solaire PV fournira en France la consommation d’électricité de tant de ménages est également fausse : en réalité les ménages en question ne disposeront pas de la moindre quantité d’électricité supplémentaire, mais de la même quantité d’électricité où la part de l’éolien ou du PV sera plus importante, et qui sera, on le verra dans la quatrième partie de cette série, plus chère.

Bernard Durand est ingénieur civil des mines, docteur-ingénieur en géologie minière et habilité à diriger des recherches (HDR) de l’Université Paris VI. Il a été directeur de la Division géologie-géochimie de l’Institut français du pétrole et des énergies nouvelles (IFPEN), puis de l’École nationale supérieure de géologie et du Centre Exploration de l’IFP School. Il a présidé le Comité scientifique de l’European Association of Geoscientists and Engineers (EAGE). Prix Alfred-Wegener de l’EAGE.

Illustration : Parc éolien du Lauragais, Didier Descouens / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 ; image recadrée.

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