Apprendre à façonner l'avenir de la transition énergétique

Comme beaucoup d'autres pays, la Suisse poursuit l'objectif climatique de réduire les émissions de gaz à effet de serre à zéro net d'ici à 2050. Pour atteindre cet objectif, il faudra revoir fondamentalement le système énergétique en ce qui concerne la fourniture d'électricité, de chaleur et de mobilité. Mais qu'est-ce que cela signifie exactement ? «En Suisse, l'électricité a longtemps été produite à partir de l'énergie nucléaire et hydroélectrique, la chaleur à partir du pétrole et du gaz, et la mobilité presque exclusivement à partir du pétrole, qu'il s'agisse d'essence, de diesel ou de kérosène pour les avions», explique Gianfranco Guidati, directeur adjoint de l'Energy Science Center de l'ETH Zurich. «La transition énergétique signifie que nous cesserons presque complètement d'utiliser les combustibles fossiles.» Dans le secteur de la mobilité, les véhicules doivent être alimentés par l'électricité. La chaleur doit être produite à l'aide de pompes à chaleur dans la mesure du possible, et la demande d'électricité doit être satisfaite par l'énergie photovoltaïque, l'énergie hydraulique et l'énergie éolienne. «Ce n'est qu'ainsi que nous atteindrons l'objectif du zéro net», affirme Gianfranco Guidati.

Surmonter les différents obstacles

Bien entendu, ce processus implique des défis majeurs : «Par exemple, si près d'un million d'installations photovoltaïques sont en service, ainsi que d'innombrables pompes à chaleur et stations de recharge pour véhicules électriques, le système devra être réorganisé de fond en comble pour fonctionner efficacement», explique Gianfranco Guidati. «Les défis techniques ne sont pas à sous-estimer, mais ils sont surmontables. Les mots clés sont la numérisation, la régulation de systèmes complexes et, à l'avenir, l'intelligence artificielle.»

Il va également de soi que des défis sociétaux doivent être relevés pour atteindre l'objectif «net zéro». La société devra accepter certains changements, et les gens pourraient soudainement être confrontés à des décisions telles que la manière de chauffer leur maison ou le choix d'une voiture. Au niveau politique, il existe un consensus sur la destination, mais pas sur la manière d'y parvenir. Par exemple, l'expansion de l'énergie hydroélectrique ou éolienne donne déjà lieu à des débats au niveau municipal sur l'emplacement des éoliennes.

Enfin, la question de la transition énergétique doit également être abordée dans les entreprises. Il ne sera possible de faire avancer la transition que si les spécialistes et les cadres des entreprises sont en mesure de comprendre les technologies énergétiques, d'évaluer correctement les risques et de discuter des questions avec les experts et expertes sur un pied d'égalité.

Faire avancer la transition énergétique grâce à des connaissances spécialisées

C'est là qu'intervient le CAS en technologie appliquée à l'énergie de l'ETH Zurich, qui fournit de solides connaissances spécialisées et des méthodes pratiques pour relever les défis complexes de la transition énergétique. Les participants et participantes renforcent leurs compétences dans les domaines de l'approvisionnement en énergie durable, des technologies innovantes et de la mise en œuvre stratégique. «Le CAS associe des connaissances spécialisées à une pertinence pratique et offre une valeur ajoutée évidente en termes de développement professionnel», déclare Christian Schaffner, directeur de programme du CAS et directeur exécutif de l'Energy Science Center.

Les cadres ne pourront contribuer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre dans leur entreprise que s'ils et elles comprennent le fonctionnement de certaines technologies, par exemple. Cela implique de comprendre le marché futur et de réagir à temps lorsqu'il s'agit d'adapter certains processus de production, voire de développer des produits.

S'appuyer sur les principes

Pour commencer, les participants et participantes apprennent comment fonctionne le système énergétique actuel. Il s'agit d'examiner les principes scientifiques relatifs à la production, au stockage et à la distribution de l'énergie, ainsi que le cadre juridique et économique. Les participantes et participants rafraîchissent leurs connaissances en mathématiques et en physique et comblent leurs lacunes.

Le deuxième module approfondit le sujet : Comment l'énergie est-elle stockée dans l'industrie ? Quels sont les développements à venir et quels sont les obstacles qui se dressent sur leur route ? Ces questions et d'autres encore sont abordées dans le deuxième module, qui se concentre sur les batteries. Les participants et participantes apprennent notamment comment fonctionnent les batteries lithium-ion et où elles sont utilisées. L'un des points forts de ce module est la mise en place expérimentale d'une batterie personnelle.

Dans le troisième module, le champ d'application est élargi et les participantes et participants apprennent à comprendre la configuration et le fonctionnement fondamentaux du réseau électrique. Cependant, ce module se penche également sur les réseaux du futur et les défis et opportunités qu'ils apportent, notamment en ce qui concerne la production décentralisée, les micro-réseaux ou les centrales électriques virtuelles. Gaby Hug, professeure de systèmes électriques à l'ETH Zurich, qui dirige le troisième module avec Christian Franck, professeur de transport d'énergie électrique, souligne que la fourniture d'un approvisionnement électrique fiable est l'une des réalisations les plus importantes du siècle dernier, tant d'un point de vue technique que réglementaire. «Cependant, le système est aujourd'hui soumis à de fortes pressions en raison des changements fondamentaux dans la production d'électricité», explique-t-elle. 

Utilisation pratique des connaissances acquises

Le dernier module se concentre sur la compréhension de l'impact de la transition énergétique sur l'industrie et inclut l'application des technologies d'électrification dans les différents secteurs. Les participantes et participants y mettent en pratique les connaissances acquises dans les trois modules précédents. Christian Schaffner, qui dirige ce module, déclare : «L'un des points forts du CAS est l'opportunité d'échanges interdisciplinaires avec les participants et participantes. J'aimerais également insister sur les études de cas, qui leur permettent d'appliquer les connaissances qu'elles et ils ont acquises à des défis de la vie réelle grâce à un travail de groupe sur des problèmes provenant directement de l'industrie». Cela implique un échange d'idées non seulement avec des experts et expertes de l'industrie, mais aussi avec des étudiantes et étudiants en master de l'ETH Zurich.

Christian Schaffner ajoute : «Grâce à une meilleure compréhension des technologies et des solutions innovantes, ainsi que de la mise en œuvre de la réglementation, les participantes et participants peuvent développer et mettre en œuvre avec succès des concepts énergétiques tournés vers l'avenir. Ils et elles renforcent également leur capacité à gérer des projets complexes, à coordonner les différentes parties prenantes et à initier des changements durables.» Le CAS ETH en technologie appliquée à l'énergie peut être suivi seul ou dans le cadre du MAS ETH in Applied Technology.