Secrets sous les rails : la Suisse « joue gros » pour sauver la planète

(Dan Tri) – Célèbre pour ses montres, son chocolat et ses trains, la Suisse fait aujourd’hui parler d’elle avec une initiative audacieuse : transformer ses voies ferrées en centrales solaires. Est-ce là la solution pour une énergie propre qui n’empiète pas sur les terres publiques ?

La Suisse, pays réputé pour ses paysages naturels spectaculaires et son industrie de précision, est confrontée à d'importants défis énergétiques. Sa stratégie énergétique 2050 vise à éliminer progressivement le nucléaire (qui représente actuellement environ 37 % de la production totale d'électricité), à réduire la dépendance aux énergies fossiles importées et à accroître significativement la part des énergies renouvelables.

Cependant, le développement des sources d'énergie renouvelables traditionnelles telles que l'hydroélectricité — dont le potentiel est presque entièrement exploité — ou l'énergie solaire et éolienne à grande échelle se heurte à de nombreux obstacles, allant des limitations des fonds fonciers aux longs processus d'autorisation qui peuvent prendre plus de 20 ans pour un projet d'énergie renouvelable, en passant par les préoccupations relatives aux impacts sur le paysage, notamment dans les zones montagneuses vierges.

En 2023, les électeurs suisses ont même rejeté une proposition visant à installer des panneaux solaires sur les flancs des montagnes, démontrant ainsi la sensibilité du public aux projets susceptibles d'affecter la beauté naturelle.

Dans ce contexte, les solutions innovantes tirant parti des infrastructures existantes apparaissent comme une voie prometteuse. Le réseau ferroviaire, avec ses vastes étendues (environ 5 317 km en Suisse), représente une véritable mine d’or. L’idée d’intégrer des panneaux solaires aux voies ferrées n’est pas entièrement nouvelle : de nombreux projets similaires ont été conçus ou testés à petite échelle en Allemagne, en Italie, en France, au Japon et en Inde.

Sunways affirme toutefois que sa technologie est une première mondiale grâce à un système de panneaux solaires amovibles pouvant être installé sur les voies ferrées en service sans perturber le trafic. « La possibilité de laisser passer un train sans affecter le système de batteries constitue une avancée fondamentale », a déclaré Joseph Scuderi, PDG de Sunways.

Sunways et la technologie des « tapis énergétiques » : décryptage de la différence

Le projet Sunways, né d'une idée de son fondateur Joseph Scuderi en 2020 alors qu'il attendait un train à Renens, a rapidement suscité l'intérêt et le soutien de l'Agence suisse pour l'innovation (Innosuisse) et de 12 entreprises partenaires. La caractéristique unique et essentielle de cette technologie réside dans son système de « détachement rapide ».

Les panneaux solaires standard (48 panneaux de 385 W chacun dans le cadre de la phase pilote) sont fixés à un mécanisme spécial qui permet leur déploiement entre deux rails grâce à un train spécialisé développé par la société de maintenance ferroviaire Scheuchzer SA. Ce train peut installer jusqu'à 1 000 mètres carrés de panneaux par jour, un rythme impressionnant qui laisse entrevoir la possibilité d'un déploiement à grande échelle.

Lors des opérations de maintenance des voies, une tâche courante et essentielle, le système de batteries peut être démonté et remonté avec une relative facilité, levant ainsi l'un des principaux obstacles à l'intégration de l'énergie solaire dans les infrastructures de transport. Il s'agit d'un avantage considérable par rapport aux solutions fixes ou intégrées aux traverses, plus complexes à entretenir.

Sunways a commencé à tester la nouvelle technologie plus tôt cette année sur une ligne ferroviaire existante près de Buttes, dans le canton de Neuchâtel, en Suisse occidentale (Photo : Sunways).

La phase pilote, située dans le canton de Neuchâtel sur un tronçon de voie de 100 m près de la gare de Buttes, dispose d'une capacité installée totale de 18 kW et devrait produire 16 000 kWh d'électricité par an, soit l'équivalent de la consommation de 4 à 6 foyers. Le coût d'investissement de cette phase s'élève à 585 000 francs suisses (environ 700 000 dollars américains).

Dans un premier temps, cette électricité sera injectée dans le réseau public local plutôt que directement dans les trains, en raison de la complexité de son intégration à un réseau d'alimentation dédié à la traction. Cependant, l'objectif à long terme de Sunways est d'alimenter directement les trains, afin d'atteindre une quasi-autosuffisance énergétique.

Problèmes économiques et défis financiers : les grands rêves peuvent-ils devenir réalité ?

Le potentiel théorique de la technologie Sunways est énorme.

Si l'ensemble du réseau ferroviaire suisse (à l'exception des tunnels) était recouvert de panneaux solaires, il produirait environ 1 TWh d'électricité par an, soit 2 % de la demande totale du pays et suffisamment d'énergie pour alimenter environ 300 000 foyers. Cela peut paraître modeste à l'échelle nationale, mais c'est significatif dans le cadre des efforts déployés par la Suisse pour diversifier son approvisionnement énergétique et réduire sa dépendance aux importations, notamment en hiver.

Cependant, la rentabilité du projet reste controversée. Son coût initial est relativement élevé comparé à celui des grandes centrales solaires au sol. Sunways prévoit qu'une fois déployé à grande échelle pour la production et l'installation, ce coût diminuera considérablement.

Une équipe de recherche indépendante australienne et bangladaise a étudié l'installation de panneaux solaires à proximité des voies ferrées au Bangladesh et a calculé que le coût actualisé de l'électricité (LCOE) pourrait atteindre 0,052 $/kWh dans les conditions locales. Parallèlement, Sunways estime le LCOE de son modèle « tapis » à environ 0,12 $/kWh, un chiffre considéré comme compétitif sur le marché.

Le défi ne se limite pas aux coûts de fabrication et d'installation. Les coûts de maintenance, notamment le nettoyage de la surface des batteries (poussière, graisse des trains, débris), doivent également être soigneusement calculés. Sunways a mis au point une solution utilisant des brosses de nettoyage automatiques montées sur les trains.

De plus, la durabilité des panneaux dans un environnement soumis à des vibrations constantes et aux chocs mécaniques des trains circulant jusqu'à 150 km/h (bien que le train d'essai n'ait roulé qu'à 70 km/h maximum) est un facteur important qui influe sur leur durée de vie et la rentabilité de l'investissement. Sunways affirme que ses panneaux sont plus résistants que la norme et peuvent supporter ces conditions.

Le financement des projets d'envergure constitue également un défi. Actuellement, le projet est soutenu par Innosuisse et des partenaires privés. Pour se développer, Sunways devra attirer d'importants investisseurs, notamment via les modèles « Énergie en tant que service » (EaaS), de plus en plus répandus en Suisse, qui permettent d'alléger le fardeau des coûts d'investissement initiaux pour les entreprises ferroviaires.

Le projet de « tapis solaire » sur les voies ferrées est très significatif dans le contexte des efforts déployés par la Suisse pour diversifier ses sources d’approvisionnement et réduire sa dépendance à l’égard des énergies importées (Photo : Sunways).

Surmonter les obstacles techniques et environnementaux : du doute à la réalité

L’obtention de la licence pilote par Sunways n’a pas été chose facile. Initialement, l’Office fédéral des transports (OFT) a refusé de l’accorder en 2023, invoquant des problèmes de sécurité et d’impact sur la maintenance ferroviaire. Il a fallu dix mois à Sunways pour construire et tester le prototype, et fournir des évaluations de sécurité supplémentaires réalisées par des experts indépendants, afin de convaincre l’OFT.

Les principales préoccupations sont les suivantes :

Sécurité opérationnelle : Risque d’éblouissement pour les conducteurs de train dû à la surface des panneaux. Sunways y remédie en utilisant des panneaux « Full Black » avec revêtement antireflet et en réalisant une analyse d’éblouissement pour chaque projet.

Durabilité et performance : Les effets des vibrations, de la saleté, de la graisse et des débris sur la surface des batteries. Les systèmes de nettoyage automatique et les batteries plus résistantes devraient permettre de remédier à ce problème.

Impact des conditions météorologiques : La neige et le verglas peuvent réduire considérablement les performances en hiver. Sunways développe un système de dégivrage automatique. Cependant, l’entreprise est consciente que la production hivernale sera généralement faible, comme pour les systèmes installés sur les toitures.

Impact sur la maintenance ferroviaire : Le démontage rapide est la principale solution, mais l’efficacité et le coût de ce processus dans une pratique opérationnelle à grande échelle restent à vérifier.

Risques d'incendie et de microfissuration : l'Union internationale des chemins de fer (UIC) a mis en garde contre ces risques. Sunways assure que ses matériaux répondent à des normes de sécurité élevées.

Bruit : Il a été suggéré que la surface dure des panneaux pourrait accroître le bruit lors du passage des trains. Ce point devra être évalué lors des essais.

Ce projet pilote de trois ans permettra à Sunways de recueillir des données réelles, d'affiner la technologie et de démontrer la sécurité, l'efficacité et la durabilité du système.

Les projets d'énergie solaire installés sur les voies ferrées sont considérés comme trop difficiles à entretenir (Source : Luigi Jorio, swissinfo).

Les rails transportant de l'énergie deviendront-ils la nouvelle norme ?

Le succès de Sunways en Suisse pourrait ouvrir la voie à une révolution énergétique sur les lignes ferroviaires mondiales.

« Utiliser les rails pour produire de l'électricité est une approche intelligente et efficace : elle ne nécessite pas de défrichement, ne détruit pas le paysage et peut être déployée rapidement et à faible coût », a déclaré un expert en énergie de CleanTechnica.

Cet intérêt international démontre l'énorme potentiel de la transformation des infrastructures de transport existantes en production d'énergie décentralisée, réduisant ainsi les conflits d'usage des sols – un problème de plus en plus difficile à résoudre.

Une étude menée au Royaume-Uni a révélé que l'exploitation de l'énergie solaire provenant des voies ferrées pourrait couvrir jusqu'à 8 % des besoins en électricité du pays. De même, une étude réalisée par TÜV Rheinland pour l'Allemagne a démontré que les installations photovoltaïques sur et au sein des infrastructures ferroviaires pourraient produire jusqu'à 2 940 GWh d'énergie solaire par an, soit plus d'un quart des besoins annuels en électricité du secteur ferroviaire allemand.

Cependant, le passage à une échelle mondiale se heurtera à divers défis :

Différences de normes techniques et de réglementations juridiques : Chaque pays possède son propre système ferroviaire et son propre cadre juridique.

Conditions climatiques diverses : les performances et les exigences d’entretien des batteries varient considérablement selon les climats.

Conditions et types de voies : Cette technologie peut ne pas convenir à tous les types de voies ou aux lignes à très forte densité de trafic.

Coût et accès au capital : l’investissement initial demeure un obstacle sur de nombreux marchés.

En cas de succès, le projet ferroviaire solaire suisse pourrait devenir un modèle d'énergie renouvelable intelligente pour le monde (Photo : Sunways).

Le projet pilote de Neuchâtel fera l'objet d'un suivi et d'une évaluation attentifs au cours des prochaines années. Des tests et analyses de sécurité, notamment concernant le processus de démontage des panneaux, continueront d'être menés afin de satisfaire aux exigences strictes de la FOT.

L’initiative de Sunways, développée en partenariat avec l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), est bien plus qu’une simple solution technologique. Elle représente une vision stratégique où les infrastructures de transport et d’énergie peuvent être harmonieusement intégrées, créant ainsi une synergie. « Cela s’inscrit dans la tendance mondiale à la réduction des émissions de carbone et à l’amélioration de l’efficacité énergétique », a souligné M. Scuderi.

Si le pari suisse sur le transport de l'énergie solaire sur les rails s'avère concluant, il pourrait non seulement apporter des avantages économiques et environnementaux au pays, mais aussi servir de modèle, inspirant d'autres nations dans leur quête de solutions énergétiques renouvelables à grande échelle, durables et intelligentes. Il s'agit d'une avancée véritablement prometteuse, susceptible de redéfinir l'avenir du secteur ferroviaire et du secteur énergétique mondial.

Source : https://dantri.com.vn/kinh-doanh/bi-mat-duoi-duong-ray-thuy-si-choi-lon-de-cuu-hanh-tinh-20250618175202520.htm