Les groupes électrogènes : une technologie d’appoint en voie d’hybridation et de mondialisation

Ce billet résume les principaux acquis d’un étude (en ligne sur HALSHS) préparée dans le cadre des réflexions menées par l’ANR Hybridelec autour de l’hybridation des systèmes électriques dans des villes de pays en développement et émergents. Ce travail s’intéresse spécifiquement aux groupes électrogènes (GE) qui, dans ces pays où les réseaux conventionnels peinent à universaliser l’accès aux services essentiels, sont à la base de différentes configurations alternatives de production et de distribution d’électricité. Fixes ou mobiles, ces appareils sont principalement utilisés pour produire une source autonome d’électricité en complément ou de façon totalement indépendante aux réseaux. Cette fonction initiale subalterne vis-à-vis des modèles dominants de production et de fourniture d’électricité explique sans doute pourquoi ces petits objets ont été, à l’inverse, des macro-systèmes techniques, peu étudiés par les sciences sociales, y compris dans le champ des STS (Science and Technical Studies).

Du point de vue des sources analysées, l’étude exploite un corpus de données diverses. Les aspects techniques ont été synthétisés à partir de sites internet spécialisés, de sites des fabricants, de magasines professionnels, d’articles de presse ou de rapports d’institutions internationales. Les informations relatives au marché des groupes électrogènes proviennent essentiellement de deux bases de données statistiques : la première est produite par la Banque Mondiale (http://www.enterprisesurveys.org/) et indique le taux de pénétration des générateurs dans le secteur industriel, commercial ou tertiaire des pays aux revenus bas ou intermédiaires ; la seconde est constituée des informations recueillies par la société de consulting Mordor Intelligence qui nous a livré un échantillon de données personnalisées présentant la valeur totale (en $) des importations et des exportations de GE diesel de différentes puissances (< 75 kVA, entre 75 et 375 kVA, > 375 kVA) entre 1997 et 2017. Les données sont désagrégées à l’échelle de 26 pays dont 8 pays industrialisés (Etats-Unis, Grande-Bretagne, Canada, Allemagne, Australie, France, Norvège, Israël), 13 pays « émergents » (Inde, Pakistan, Afrique du Sud, Turquie, Russie, Emirats Arabes Unies, Indonésie,  Mexique, Chine, Corée du Sud, Chili, Liban, Iran) et 5 pays pauvres (Nigéria, Bénin, Sénégal, Thaïlande, Bangladesh)

La première partie de l’étude présente les principales caractéristiques de fonctionnement de cette technologie méconnue. Quels éléments matériels et procédés techniques permettent aux groupes électrogènes de produire du courant électrique ? Quelles sont les propriétés différenciées de ce courant en fonction des combustibles utilisés et des contextes d’implantation des groupes électrogènes ? Ces notices techniques rappellent ainsi ce qui distingue courant continu/alternatif, monophasé/triphasé, détaillent les indicateurs de puissance (Voltampère/Watt) ainsi que les différents types de ressources, combustibles fossiles ou énergies renouvelables, capables d’alimenter les moteurs thermiques. En pointant par ailleurs une série de progrès technologiques (dont l’introduction des régulateurs et des onduleurs de tension) qui ont récemment contribué à améliorer le rapport taille/poids/puissance des groupes électrogènes, nous mettons en avant la capacité de ces petits objets à s’adapter aux transformations contemporaines de la demande d’électricité (hausse des consommations, diffusion des appareils électroniques) ainsi qu’à des politiques énergétiques orientées vers la valorisation de systèmes de production plus petits et plus sobres tout en s’ajustant aux objectifs prioritaires de sécurisation énergétique et d’individualisation de l’offre d’électricité aux besoins locaux. Les fabricants industriels insistent sur le caractère innovant et moderne d’une technologie qui, loin d’être obsolète, présente l’avantage de la flexibilité qui passe par le couplage avec différents types de flux et de systèmes techniques et celle de la modularité, c’est-à-dire la capacité des GE à se transformer en des systèmes plus grands/puissants (micro-grid) soit par effets d’addition/de couplage entre différentes unités, soit par hybridation avec d’autres systèmes énergétiques.

Source: Worldwide Independent Power Magazine

Une deuxième partie évoque l’émergence de petits systèmes électriques hybrides nés de l’association entre des groupes électrogènes, des sources d’énergies renouvelables et des unités de stockage. Cette forme d’hybridation présente l’avantage de minimiser les inconvénients respectifs des technologies combinées (principalement sous la forme de groupes électrogènes diesel avec du solaire photovoltaïque), c’est-à-dire la dépendance au carburant, à ses variations de prix et à la dégradation rapide du rendement de puissance dans le cas des groupes électrogènes et l’intermittence de la production dans le cas des ENR. Le couplage des deux est censé favoriser l’ajustement de l’offre d’électricité à la variation de la demande et ainsi réduire significativement la consommation de combustible (de 50 à 85% selon les contextes) et les émissions de CO2, tout en améliorant la qualité du service. Si la réduction drastique des coûts de production des batteries et des technologies renouvelables incite les industriels à investir dans ce secteur, le développement des mini-réseaux de distribution hybride est freiné par des difficultés d’ordre technique, économique et politique. La dynamique d’hybridation des groupes électrogènes est de fait encore marginale et semble cantonnée à des projets d’électrification rurale, notamment dans les régions fortement ensoleillées d’Afrique Sub-Saharienne et du Moyen-Orient sous la forme d’une combinaison GE diesel/panneaux photovoltaïques.

Source: Mordor Intelligence; GE Diesel toute puissance confondue

Une troisième et dernière partie dresse un état des lieux de l’organisation mondiale du marché des groupes électrogènes alimentés au diesel, ces derniers représentant en 2017  plus de 80% de la production et des ventes totales. Est ainsi proposée une lecture géographique et quantifiée des circuits d’importation et d’exportation des groupes électrogènes selon leurs usages finaux. Il ressort de cette analyse que les dynamiques structurant les modalités de diffusion et d’implantation des GE (fort développement du commerce mondial depuis le début du XXIème siècle, position dominante des pays industrialisés au sein des filières de production et de distribution, montée en puissance des pays émergents en tant que producteurs et consommateurs) semblent liées à un phénomène commun d’urbanisation planétaire. Il est intéressant nous semble-t-il de prendre au sérieux et d’interroger à l’avenir cette hypothèse de l’existence d’une relation entre urbanisation et développement du commerce des générateurs au moins pour trois raisons :

  1. parce qu’elle structure les représentations et les stratégies économiques/commerciales des fabricants industriels comme en témoigne ces affiches où l’espace urbain et la fabrique urbaine sont présentées comme des espaces privilégiés d’installation/d’utilisation de ces objets
Source: Worldwide Independent Power Magazine

2. parce qu’elle remet en cause la perception dominante d’une technologie majoritairement destinée aux milieux ruraux et dont le développement serait entièrement guidé par des choix individuels de ménages cherchant une alternative à l’absence de réseau électrique. D’autres réalités sociales, économiques, techniques en prise direct avec un phénomène plus collectif (et donc politique) d’urbanisation participeraient aussi de la construction de cette demande croissante de GE.

3. parce-qu’en tant que phénomène généralisé à l’ensemble de la planète, l’urbanisation fait des GE une technologie mondialisée, qui n’est pas l’apanage des pays pauvres/ou en voie de développement où ils sont directement visibles dans le paysage urbain pour pallier les coupures fréquentes de courant. Qu’ils servent à sécuriser une fourniture d’électricité ininterrompue dans des infrastructures aussi diverses que des aéroports, data-center, complexes immobiliers, commerciaux ou industriels ou lors d’événements sportifs internationaux, les groupes électrogènes viennent pallier la vulnérabilité intrinsèque de ces infrastructures qui garantissent l’insertion des villes dans les flux de la mondialisation et qui pour cela nécessite une alimentation continue. Derrière la digitalisation, la financiarisation et la dématérialisation des structures économiques des plus grandes métropoles du Nord (comme certaines du Sud au demeurant), on retrouve donc des GE qu’une affiche publicitaire présente comme « la meilleure option pour garantir un courant électrique de soutien et d’urgence en termes de coût, de flexibilité et de réactivité ».

Source: Worldwide Independent Power Magazine