Parmi les candidats au Prix Armand Delvaux 2025 figurait Fernand Scholzen, jeune ingénieur qui présentait son travail de fin d’études et abordait une réalité bien connue de la profession : il est parfois long, le chemin, entre une réalisation technique et sa mise en service, une fois qu’on la confronte aux réalités économiques et réglementaires. Son projet de chargeurs de voiture alimentés localement par l’énergie éolienne nécessite encore du temps avant de pouvoir être concrétisé.
Rappelons que c’est la société Steffen-Holzbau qui a remporté le Grand Prix en sciences de l’ingénieur, pour sa poutre composite bois-béton précontrainte. Et penchons-nous sur le travail « Chargeurs rapides à courant continu alimentés par l’énergie éolienne et soutenus par un système de stockage d’énergie par batterie. » Rencontre avec son concepteur.
IngSci : Comment l’idée de ce projet vous est-elle venue ?
Fernand Scholzen : Le point de départ, c’était une question très concrète : peut-on utiliser, localement, l’électricité produite par un parc éolien pour charger des véhicules électriques, plutôt que d’injecter toute l’énergie sur le réseau ? Comme l’éolien ne produit pas forcément au moment où les automobilistes ont besoin de charger, nous avons ajouté un “tampon” : un système de stockage. L’objectif était d’évaluer si ce montage est techniquement faisable et économiquement pertinent.
J’ai réalisé mon stage et mon travail de fin d’études chez Soler. Le projet est né de cette collaboration : Soler exploitant des éoliennes, le terrain d’étude était idéal pour tester une approche de valorisation locale de la production.
IngSci : Vous avez tout de suite retenu les batteries comme solution de stockage ?
F. S. : Pas immédiatement. J’ai d’abord effectué un screening des technologies possibles, mais les batteries se sont imposées assez vite, surtout le lithium, parce qu’elles ont fortement gagné en maturité avec le développement du marché des véhicules électriques. Dans ce contexte, le lithium apparaît aujourd’hui comme l’une des solutions les plus matures pour des systèmes de stockage à grande échelle. J’ai également examiné des alternatives comme les batteries sodium-soufre (NaS), plutôt prometteuses pour des applications réseau, mais aujourd’hui moins matures et moins répandues que le lithium dans les solutions industrielles.
IngSci : Le projet portait sur un parc éolien précis ?
F. S. Oui, il s’appuyait sur un projet existant, et était lié à sa modernisation. On remplaçait plusieurs machines plus anciennes par moins d’éoliennes, mais plus grandes et plus performantes. À capacité installée comparable, les nouvelles machines produisent davantage, notamment parce qu’elles exploitent mieux le vent à des vitesses plus faibles et à une hauteur où la ressource est meilleure.
IngSci : Habituellement, un parc éolien injecte toute sa production sur le réseau. Qu’est-ce qui change dans votre modèle ?
F. S. : Le montage étudié ajoute un maillon : une batterie industrielle, puis des points de charge pour véhicules électriques. L’idée n’est pas de “lisser” la production éolienne pour le réseau, mais de garantir la puissance aux bornes au moment où les véhicules se présentent. On parle donc d’un stockage au service d’un usage local, plus que d’un outil d’optimisation de l’injection réseau.
Recharge 100% verte
IngSci : Vous visiez un système 100% “vert”, sans prélever d’électricité sur le réseau ?
F. S. Oui. Le système était conçu comme un ensemble fermé : éoliennes, batterie et chargeurs, avec uniquement une connexion d’export vers le réseau. L’objectif était qu’aucune énergie ne soit importée depuis le réseau pour alimenter les chargeurs, afin de garantir une recharge réellement issue de la production éolienne locale.
IngSci : Concrètement, à quoi ressemble ce stockage ?
F. S. : Il s’agit d’un BESS (Battery Energy Storage System) : de grands conteneurs de batteries, similaires à ceux qu’on voit dans certains projets réseau ou industriels. Ce ne sont pas des batteries “domestiques”, mais des systèmes lourds, dimensionnés pour des puissances élevées.
IngSci : Le système a-t-il été construit ?
F. S. : Non, il est resté au stade d’étude, mais nous l’avons traité comme un projet réel : nous avons travaillé avec des données techniques d’équipements concrets et contacté des fabricants, plutôt que de rester sur des hypothèses abstraites.
Freins réglementaires
IngSci : Techniquement et économiquement, ça tient la route ?
F. S. : Globalement, oui : le business case pouvait être positif. Le véritable frein venait surtout de zones grises réglementaires et légales. La question centrale était de savoir si – et comment – des coûts de réseau s’appliqueraient à un partage d’énergie local entre un parc éolien, une batterie et des bornes situées à quelques kilomètres. Selon l’interprétation, l’ajout de coûts pouvait compromettre l’équilibre économique.
IngSci : Vous avez échangé avec le régulateur ?
F. S. : Oui, nous avons contacté l’ILR (Institut Luxembourgeois de Régulation) et présenté le projet pour clarifier des points de partage d’énergie qui, à l’époque, étaient surtout cadrés pour des scénarios photovoltaïques de plus petite échelle. Pour un projet éolien couplé à du stockage et de la recharge, sur d’autres niveaux de tension, le cas n’était pas encore clairement traité.
IngSci : Pourquoi un producteur aurait intérêt à alimenter des bornes plutôt que d’injecter dans le réseau ?
F. S. : Parce que la valeur d’une recharge peut être bien supérieure au prix de gros de l’électricité vendue sur le marché. En revanche, cette valeur plus élevée implique une exigence : fournir la puissance au bon moment. D’où l’intérêt du stockage, qui sécurise la disponibilité pour l’utilisateur final. Le coût de ce stockage est un paramètre important.
IngSci : Pourquoi ne pas mettre les bornes au pied des éoliennes ?
F. S. : Parce que ce ne serait pas forcément l’emplacement le plus pertinent en pratique. Les éoliennes sont généralement placées sur des surfaces agricoles, et les chemins de campagne qui y mènent sont peu fréquentés. Pour des bornes de recharge, il faut surtout des emplacements où la demande est réelle.
IngSci : Vous avez dimensionné le système sur quels scénarios ?
F. S. : J’ai modélisé la demande à partir d’observations de comportements de recharge, puis j’ai croisé cette demande avec plusieurs scénarios de production éolienne : une année défavorable, une année moyenne et une année favorable. Le stockage était ensuite dimensionné pour tenir dans ces différents cas.
Les caprices du vent
IngSci : En matière d’éolien, les contraintes environnementales sont prépondérantes.
F. S. : Oui. L’été, l’éolien produit souvent moins. Et certaines contraintes d’exploitation peuvent s’ajouter pour protéger la faune, ce qui réduit encore la production à certains moments. Dans certains scénarios extrêmes, cela impose un stockage très important si l’on veut garantir la recharge coûte que coûte. Nous avons donc travaillé sur des hypothèses plus réalistes d’exploitation, qui permettent de réduire le dimensionnement nécessaire.
IngSci : Quelles étaient les caractéristiques techniques du stockage ?
F. S. : L’ordre de grandeur évoqué dans un scénario était d’environ 6 MW de puissance et 12 MWh de capacité. Côté recharge, on visait des bornes rapides, de l’ordre de 100 kW par point de charge.
IngSci : Vous avez envisagé d’ajouter du photovoltaïque ?
F. S. : Oui, c’est une piste très logique : comme la difficulté principale se situe en été, quand l’éolien est moins abondant, le photovoltaïque pourrait compléter la production précisément à ce moment-là. Je l’ai mentionné comme recommandation, mais le temps de projet ne permettait pas d’approfondir cette extension.
Un projet très représentatif
IngSci : Est-ce que le producteur a poursuivi le projet après la remise de votre mémoire ?
F. S. : Je ne pense pas. Soler est une entreprise relativement petite et concentrée sur son cœur de métier : exploiter des parcs, développer de nouveaux projets et rénover des installations existantes. C’est eux qui m’ont orienté vers le Prix Delvaux parce que ce projet paraissait très cohérent non seulement avec l’objet du prix, mais aussi par rapport à tous les paramètres qu’il faut considérer aujourd’hui pour développer un projet inscrit dans le développement durable. La faisabilité technologique est une condition… mais elle n’est pas suffisante, confrontée aux contraintes multiples : prix de l’électricité, prix du stockage, règlements divers…
IngSci : Que faites-vous aujourd’hui ?
F. S. : Etant ingénieur en électromécanique, avec une finalisation en production et transport d’énergie, je suis resté dans mon domaine. Je travaille chez Créos, au département Innovation.
IngSci : Vous roulez en voiture électrique ?
F. S. : Pas encore. J’ai plutôt l’habitude d’acheter des véhicules d’occasion. Pour l’instant, le marché d’occasion pour les voitures électriques reste assez peu attractif en raison de prix encore élevés.
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