L’énergie éolienne et solaire ont connu une croissance plus rapide que prévu, mais anticiper leur développement futur demeure étonnamment complexe. Des chercheurs de l’Université de technologie Chalmers, en Suède, ont mis au point une « machine à remonter le temps » informatique : un modèle qui surpasse les méthodes de projection existantes grâce à l’analyse, par des techniques d’intelligence artificielle, des tendances de croissance historiques dans différents pays. Leur projection principale indique que l’éolien terrestre devrait fournir environ 25 % de l’électricité mondiale d’ici 2050, tandis que le solaire atteindra environ 20 %. Ce chiffre est compatible avec l’objectif de 2 °C, mais reste inférieur aux besoins pour limiter le réchauffement à 1,5 °C.
Prédire l’avenir est particulièrement difficile pour des technologies comme l’éolien et le solaire, où la baisse rapide des coûts est contrebalancée par des obstacles croissants tels que l’opposition du public, les contraintes d’infrastructure et les changements de politique.
« Les modèles existants sont très performants pour identifier les actions nécessaires à la réalisation des objectifs climatiques, mais ils ne peuvent pas nous indiquer quelles évolutions sont les plus probables. C’est cette lacune que nous souhaitions combler », explique Jessica Jewell, professeure à l’université de technologie Chalmers.
Dans plus de 200 pays, les chercheurs ont identifié un schéma récurrent dans la croissance de l’énergie éolienne et solaire : de longues périodes d’expansion relativement stable ponctuées de poussées de croissance soudaines, souvent déclenchées par des changements de politique.
« La plupart des modèles supposent une courbe de croissance régulière en forme de S, mais la réalité est tout autre. La croissance se fait souvent par à-coups, et si on ignore ce phénomène, on risque de mal évaluer la vitesse d’expansion des technologies », explique Avi Jakhmola, doctorant à l’Université de technologie Chalmers et premier auteur de l’article publié dans Nature Energy.
13 000 mondes virtuels pour l’avenir
Afin d’améliorer les prédictions, Jakhmola a créé un modèle basé sur 13 000 mondes virtuels. Dans chacun de ces mondes, l’énergie solaire et éolienne se développe de différentes manières, de l’expansion la plus rapide à la plus lente, en passant par toutes les situations intermédiaires. Un algorithme d’apprentissage automatique a ensuite été entraîné sur l’ensemble de ces mondes pour apprendre à prédire les évolutions mondiales à partir des premières tendances nationales.
« Lorsque nous appliquons le modèle à des données réelles, il peut nous indiquer quel est le résultat le plus probable pour l’avenir, compte tenu de ce que nous avons observé jusqu’à présent et de tous les mondes virtuels qu’il a analysés », explique Jakhmola.
D’ici 2050, le modèle prévoit que l’éolien terrestre représentera environ 26 % de la production mondiale d’électricité (fourchette centrale : 20-34 %) et le solaire environ 21 % (15-29 %). Ces projections correspondent globalement aux scénarios compatibles avec un réchauffement de 2 °C, mais restent insuffisantes pour atteindre l’objectif de 1,5 °C.
Ces projections permettent également de replacer dans son contexte l’engagement pris lors de la COP28 de tripler la capacité de production d’énergies renouvelables d’ici 2030. Cet engagement se situe aux alentours du 95e percentile, ce qui signifie qu’il nécessiterait des taux de croissance rarement observés.
« Tripler les engagements en matière d’énergies renouvelables n’est pas impossible, mais cela nécessiterait que tout se déroule extrêmement bien dans tous les pays », déclare Jewell.
Les chercheurs ont également testé ce qui serait réellement nécessaire pour atteindre l’objectif de 1,5 °C.
« Si nous commençons dès maintenant, les taux de croissance requis sont exigeants, mais pas sans précédent ; ils sont comparables aux objectifs de l’UE pour l’éolien avec REPowerEU et aux projets de l’Inde pour le solaire », explique Jakhmola. « En revanche, si nous attendons 2030, l’accélération nécessaire sera beaucoup plus brutale et plus rapide. La marge de manœuvre pour une montée en puissance rapide se réduit comme peau de chagrin. »
Remonter le temps pour garantir la fiabilité du modèle
Les chercheurs ont également utilisé le modèle pour tester la fiabilité de ses projections – en remontant le temps.
« Nous voulions savoir si nos projections resteraient valables dans dix ou vingt ans. En alimentant le modèle uniquement avec des données de 2015, nous avons constaté qu’il prédisait correctement ce qui s’était passé depuis. C’est ce que nous appelons une « machine à remonter le temps informatique », et cela nous donne une réelle confiance dans les projections futures », explique Jakhmola.
L’étude révèle une ambition plus large : développer des méthodes scientifiquement rigoureuses pour prévoir les trajectoires de croissance les plus probables d’autres technologies à faibles émissions de carbone, et pas seulement de l’éolien et du solaire.
Jessica Jewell déclare : « On a longtemps raillé l’inexactitude des prévisions technologiques. Mais pour un décideur qui cherche à déterminer l’intensité nécessaire pour impulser le changement, il faut un point de référence réaliste. Notre étude constitue un premier pas vers l’élaboration d’une telle vision réaliste de l’avenir. »
https://www.eurekalert.org/news-releases/1123902
