Des secrets sous les rails : la Suisse fait les choses en grand pour sauver la planète

(Dan Tri) - Célèbre pour ses montres, son chocolat et ses trains, la Suisse attire désormais l'attention avec une initiative audacieuse : transformer les voies ferrées en centrales solaires. Est-ce la solution pour une énergie propre et respectueuse de l'environnement ?

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 sortir progressivement du nucléaire (qui représente actuellement environ 37 % de la production totale d'électricité), à réduire sa dépendance aux combustibles fossiles importés et à accroître significativement la part des énergies renouvelables.

Cependant, l’expansion des sources d’énergie renouvelables traditionnelles telles que l’hydroélectricité – qui a presque pleinement exploité son potentiel – ou l’énergie solaire et éolienne à grande échelle se heurte à de nombreux obstacles, allant des contraintes foncières aux longs processus d’autorisation qui peuvent prendre plus de 20 ans pour un projet d’énergie renouvelable, en passant par les préoccupations concernant les impacts sur le paysage, en particulier dans les zones montagneuses vierges.

En 2023, les électeurs suisses ont même rejeté une proposition d’installation de panneaux solaires sur un flanc de montagne, reflétant la sensibilité du public aux projets qui risquent d’affecter la beauté naturelle.

Dans ce contexte, les solutions innovantes exploitant les infrastructures existantes apparaissent comme une voie prometteuse. Le réseau ferroviaire, avec son vaste réseau (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 : des projets similaires sont déjà en préparation ou testés à petite échelle en Allemagne, en Italie, en France, au Japon et en Inde.

Cependant, Sunways affirme que sa technologie est une première mondiale , avec un système de panneaux solaires amovibles pouvant être installés sur des voies ferrées en service sans perturber la circulation. « La possibilité de laisser passer un train sans affecter le système de batterie est une avancée fondamentale », a déclaré Joseph Scuderi, PDG de Sunways.

Sunways et la technologie du « tapis énergétique » : décrypter la différence

Le projet Sunways, né en 2020 de l'idée de son fondateur Joseph Scuderi alors qu'il attendait un train à Renens, a rapidement attiré l'attention et le soutien de l'Agence suisse pour l'innovation (Innosuisse) et de 12 entreprises partenaires. La particularité de cette technologie réside dans sa capacité de « déploiement rapide ».

Les panneaux solaires standards (48 panneaux de 385 W chacun en phase pilote) sont fixés à un mécanisme spécial qui permet leur installation dans l'espace inter-rails par un train spécialisé développé par l'entreprise de maintenance ferroviaire Scheuchzer SA. Ce train peut installer jusqu'à 1 000 mètres carrés de panneaux par jour, une cadence impressionnante qui promet un déploiement à grande échelle.

Lorsqu'un entretien régulier et essentiel des voies est nécessaire, le système de batteries peut être démonté et remonté relativement facilement, ce qui répond à l'un des principaux défis de l'intégration de l'énergie solaire aux 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, qui se déroulera dans le canton de Neuchâtel sur un tronçon de 100 m de voie ferrée près de la gare des Buttes, disposera d'une puissance installée totale de 18 kW et devrait produire 16 000 kWh d'électricité par an, soit l'équivalent de l'alimentation de 4 à 6 foyers. Le coût d'investissement de cette phase s'élève à 585 000 francs suisses (environ 700 000 USD).

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

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 (hors tunnels) était équipé de panneaux solaires, on estime qu'il serait possible de produire 1 TWh d'électricité par an, soit l'équivalent de 2 % de la demande totale d'électricité du pays et de quoi alimenter environ 300 000 foyers. Si cette somme peut paraître modeste à grande échelle, elle est significative dans le contexte des efforts déployés par la Suisse pour diversifier son approvisionnement et réduire sa dépendance aux importations d'énergie, notamment en hiver.

Cependant, l'efficacité économique du projet reste controversée. Son coût initial est relativement élevé par rapport à celui des parcs solaires terrestres à grande échelle. Sunways s'attend à ce que le déploiement à grande échelle de la production et de l'installation réduise considérablement le coût.

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 moyen actualisé de l'électricité (CMIE) pourrait atteindre 0,052 $/kWh dans les conditions locales. Sunways estime quant à elle le CMIE de son modèle « tapis » à environ 0,12 $/kWh, un chiffre considéré comme compétitif dans le secteur.

Le défi ne réside pas seulement dans le coût de fabrication et d'installation. Les coûts de maintenance, notamment le nettoyage de la surface de la batterie pour éliminer la saleté, la graisse des trains et les 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 impacts mécaniques de trains roulant jusqu'à 150 km/h (bien que le train d'essai n'ait roulé qu'à une vitesse maximale de 70 km/h) est un facteur important qui influence leur durée de vie et leur rentabilité. Sunways affirme que ses panneaux sont plus durables que la norme et peuvent résister à ces conditions.

Le financement de projets de grande envergure constitue également un défi. Actuellement, le projet est soutenu par Innosuisse et des partenaires privés. Pour se développer, Sunways devra attirer de grands investisseurs, éventuellement grâce au modèle « Energy-as-a-Service » (EaaS), de plus en plus populaire en Suisse, réduisant ainsi le poids des investissements initiaux pour les compagnies ferroviaires.

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

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

Le parcours de Sunways vers la licence de pilote n'a pas été simple. Initialement, l'Office fédéral des transports (OFT) suisse a refusé d'accorder la licence en 2023 en raison de préoccupations concernant la sécurité et l'impact sur la maintenance ferroviaire. Il a fallu 10 mois à Sunways pour construire et tester le prototype, ainsi que pour fournir des évaluations de sécurité complémentaires réalisées par des experts indépendants afin de convaincre l'OFT.

Les principales préoccupations comprennent :

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 de l'éblouissement pour chaque projet.

Durabilité et performances : Effets des vibrations, de la saleté, de la graisse et des débris sur la surface des batteries. Des systèmes de nettoyage automatique et des conceptions de batteries plus durables devraient résoudre ce problème.

Impact météo : La neige et le verglas peuvent réduire considérablement les performances en hiver. Sunways développe actuellement un système de dégivrage automatique. Cependant, l'entreprise est consciente que les performances hivernales seront généralement faibles, comme pour les systèmes de toiture.

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

Risques d'incendie et de microfissuration : l'Union internationale des chemins de fer (UIC) a alerté sur ces risques. Sunways insiste sur le fait que ses matériaux répondent à des normes de sécurité élevées.

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

Le projet pilote de trois ans sera l’occasion pour Sunways de collecter 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 énergétiques 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 défrichage de terrain, ne perturbe 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 que représente la transformation des infrastructures de transport existantes en une source décentralisée de production d’électricité, réduisant ainsi les conflits d’utilisation des terres – un problème de plus en plus insoluble.

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

Cependant, le passage à l’échelle mondiale sera confronté à divers défis :

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

Conditions climatiques diverses : les performances de la batterie et les exigences d’entretien varient considérablement selon les climats.

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

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

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

Le projet pilote de Neuchâtel sera suivi et évalué attentivement au cours des prochaines années. Des tests et analyses de sécurité, notamment concernant le démontage des panneaux, continueront d'être effectués afin de répondre aux exigences strictes de l'OFT.

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

Si le pari de l'énergie solaire sur rails en Suisse est réussi, cela pourrait non seulement apporter des avantages économiques et environnementaux au pays, mais aussi servir de modèle et d'inspiration à d'autres pays dans leur quête de solutions énergétiques renouvelables à grande échelle, durables et intelligentes. Il s'agit d'une avancée véritablement prometteuse qui pourrait transformer 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