Comment se différencient les pays africains en termes de mini-réseaux solaires pour l’électrification rurale? Une plongée dans les bases de données internationales
Si l’on en croit la base de données de Bloomberg1, les 15 pays africains disposant du plus grand nombre de mini-réseaux solaires2 (y compris les mini-réseaux hybrides solaires-diesel, en excluant les technologies de concentration solaire), sont par ordre décroissant:
Sénégal
Mali
Sierra Leone
Tanzanie
Kenya
Angola
Madagascar
Nigéria
Burkina Faso
Libéria
Mauritania
Ouganda
Rwanda
République Démocratique du Congo
Zambie
Les cadres régulatoires pour l’accès à l’énergie basé sur des énergies “propres”
Comment ces 15 pays se positionnent-ils en termes d’environnement régulatoire? Pour apporter des éléments d’analyse rapide, le site RISE (Regulatory Indicators for Sustainable Energy) de la Banque Mondiale est utile, notamment les indicateurs d’accès à l’électricité3. Ces données ont été croisées avec celle de la base de données Climatescope de Bloomberg Nef qui évalue l’attractivité de chaque pays pour des investissements en énergie propre, avec 123 indicateurs4.
Réalisation propre à partir des bases de données RISE et Climatescope, Mars 2021
Le groupe de pays “en vert” indique les pays considérés comme les plus favorables en termes de cadre régulatoire pour l’accès à l’énergie basé sur des énergies “propres”, tandis que le bloc “rouge” représente les pays les plus défavorables selon le croisement de ces bases de données internationales. Le groupe “orange” symbolise des pays à situation intermédiaire. L’Angola se détache des blocs précédemment cités.
Les limites de cet exercice de classement
Comme tout exercice basé sur l’exploitation d’information et comme nous le rappelle l’adage GIGO5, la qualité de cette analyse est dépendante de celle des bases de données. Il est ainsi important de souligner que l’utilisation de celles-ci pose certaines difficultés épistémologiques, notamment dues à leur nature et méthodologies différentes. Les décalages entre les bases de données laissent d’ailleurs présager d’une fiabilité relative, qui m’a été confirmée lors d’entretiens avec les experts du secteur. L’information collectée reste néanmoins suffisante pour une typologie grossière et relative des pays en termes de mini-réseaux et de cadres régulatoires. De plus, l’utilisation de plusieurs bases de données permet une triangulation de l’information pour lister les pays ayant relativement le plus de mini-réseaux sans chercher à déterminer leur nombre exact (tâche titanesque voire impossible étant donné les défis de la collecte et actualisation de ce type d’informations !). Des entretiens avec des experts ont aussi permis de contraster cette première analyse des bases de données internationales.
Dans mon prochain article, je partagerai mes résultats d’une analyse plus fine d’une sélection de cinq pays.
Les bases de données de la FERDI et de l’AFSIA ont été également utilisées pour trianguler les informations de la liste de Bloomberg. Les bases de données de la Banque Mondiale et du Club ER ont été sollicitées à ces organismes mais sans succès [↩]
Cet article présente un aperçu technique des solutions décentralisées pour l’accès à l’énergie et en particulier, des mini-réseaux solaires.
A côté des approches dominantes de l’électrification centralisée, les solutions autonomes s’imposent aujourd’hui comme une alternative porteuse pour électrifier les populations rurales. On observe ainsi un foisonnement des innovations techniques autour des solutions autonomes, spécialement sur le solaire : mini-réseaux, kiosques énergétiques, containers, kits, lampes solaires, installations solaires domestiques (Solar Home System – SHS) plug & play, entre autres1.
Parmi cet éventail de solutions, ma recherche se focalise sur les mini-réseaux solaires, c’est-à-dire des solutions autonomes collectives, pouvant s’apparenter techniquement à une infrastructure et impliquant une forme de gouvernance propre au commun2.
Les composants des mini-réseaux solaires
Composants de systèmes solaires autonomes – extrait du MOOC Solar Energy: Photovoltaic (PV) Systems, TU Delft
Les mini-réseaux solaires produisent de l’électricité à partir du rayonnement solaire : voici comment résumer, en une phrase, le rôle de ces systèmes. La conversion d’énergie solaire en énergie électrique, puis sa distribution se réalisent grâce à l’assemblage de multiples composants tels que des panneaux photovoltaïques, des câbles, des régulateurs de charge et éventuellement des systèmes de stockage et de transformation du courant continu en courant alternatif (onduleurs). Ils sont également parfois couplés avec des générateurs diesel sous l’appellation de « mini-réseaux hybrides solaire-diesel » que nous regrouperons ici sous le terme générique de « mini-réseaux solaires ». Plus récemment, des systèmes de suivi et de contrôle tels que des compteurs électriques intelligents s’ajoutent à la panoplie des mini-réseaux, parfois désignés comme « mini-réseaux de troisième génération »3.
Comparés à d’autres infrastructures, les mini-réseaux solaires sont relativement standardisés. En effet, s’il est possible de construire, avec des matériaux locaux, des compétences locales et des design variés, des latrines, des ponts, des systèmes de drainage, des formes d’habitation ou encore des équipements de cuisson, les mini-réseaux solaires, eux, requièrent des composants techniques produits par des entreprises spécialisées et des compétences qui les éloignent du courant des low tech et des «innovations indigènes »4.
Malgré cette standardisation relative, tous les mini-réseaux ne sont pas identiques techniquement. Quelle est la marge de manœuvre pour adapter ces systèmes aux conditions locales, autant du point de vue technique que social et économique? Ce carnet de recherche nous permettra de revenir en détail sur les caractéristiques des mini-réseaux pour l’électrification rurale.
Jacquemot, P., & Reboulet, M.-N. (2017/12). Options technologiques et modèles d’organisation de l’électrification rurale en Afrique. Retours d’expériences. Afrique Contemporaine, 261 – 262, 155 -184 ; Numminen, S., & Lund, P. (2016). Frugal energy innovations for developing countries –a framework. Global Challenges, 1(1), 9 – 19. [↩]
Berthélemy, J.-C. (2016). Les mini-réseaux électriques comme exemple d’application des thèses d’Elinor Ostrom sur la gouvernance polycentrique de la tragédie des communs. Revue d’économie du développement, 24, 85-106. [↩]
« Le mini-réseau typique de troisième génération est prêt pour l’interconnexion au réseau ; utilise des systèmes de gestion à distance, des compteurs intelligents à prépaiement et les dernières technologies hybrides solaires ; et intègre des appareils économes en énergie pour des utilisations productives de l’électricité dans son modèle d’entreprise», Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP). (2019). Mini Grids for Half a Billion People : Market Outlook and Handbook for Decision Makers. World Bank. https://www.worldbank.org/en/topic/energy/publication/mini-grids-for-half-a-billion-people [↩]
Gupta, A. K. (2006). From sink to source : The Honey Bee Network documents indigenous knowledge and innovations in India. Innovations: Technology, Governance, Globalization, 1(3), 49‑66. [↩]
Cet article donne quelques éléments de définition sur des concepts liés à la longévité des projets, des infrastructures et des institutions.
Dans le domaine de l’évaluation de projets et des politiques publiques de développement, la longévité de leurs impacts est l’un des critères les plus fréquemment cités. Elle fait ainsi partie des six critères d’évaluation priorisés par le Comité d’Aide au Développement de l’OCDE, traduite par “sustainability” en anglais et par “viabilité”, “pérennité” et “durabilité” en français, trois termes indiqués comme synonymes par dans le glossaire de l’OCDE.
L’utilisation de ces termes impose néanmoins quelques précisions.
Tout d’abord, le terme “durabilité” a acquis de fortes résonnances environnementales, économiques et sociales depuis le rapport Brundtland de 1987 qui définit le «développement durable» comme répondant aux “besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs”. Dans cette définition, l’idée de durabilité évoque l’absence d’impacts négatifs pour les générations futures, souvent représentés par le tryptique “social – économique – environnemental”. Dernièrement, les objectifs du développement durable (ODD) et l’agenda du développement durable, qui se réfèrent aux 17 indicateurs des ODD, ont également élargi la portée du mot “durable”.
Les Objectifs du Développement Durable (https://fr.unesco.org/sdgs)
De son côté, le terme “viabilité” dispose d’une connotation économique assez forte: il renvoie à l’idée d’équilibre financier à moyen et long terme, de correspondance entre coûts et dépense pour assurer la survie d’une entreprise par exemple. Ainsi, il est souvent accolé à des termes reliés à l’économie, avec des expressions telles que “viabilité économique”, “viabilité financière”, “viabilité commerciale”, etc1.
Le terme “pérennité”, lui, semble principalement axé sur les aspects temporels, comme l’illustre cette définition du CNRTL: “État, caractère de ce qui dure toujours ou très longtemps”. Cette définition, relativement neutre car sans connotation de ce qui est pérenne, suggère d’utiliser ce terme de manière générale pour se référer à la longévité.
Ainsi, dans ce carnet de recherche, nous utiliserons:
le terme de “viabilité” pour décrire les aspects financiers, économiques ou commerciaux de la pérennité
le terme “durabilité” sera évité du fait de ses nombreuses acceptions. Il sera utilisé uniquement dans le cadre d’expressions telles que “développement durable” qui renvoient à des accords, rapports et objectifs mondiaux tels que les Objectifs du Développement Durable.
ce sera donc le terme de “pérennité” qui sera privilégié pour décrire, de manière générale, la longévité et la permanence dans le temps de systèmes, d’institutions, d’objets techniques tels que les mini-réseaux solaires pour l’électrification rurale.
Ce carnet de recherche reviendra ultérieurement sur des termes parents tels que institutionnalisation, routinisation et appropriation.
Les titres de ces publications illustrent par exemple la connotation économique du terme de “viabilité”:
Chakrabarty, Sayan, et Tawhidul Islam. « Financial Viability and Eco-Efficiency of the Solar Home Systems (SHS) in Bangladesh ». Energy, PRES 2010, 36, no 8 (1 août 2011): 4821‑27. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.05.016.
Namuli, R., P. Pillay, B. Jaumard, et C. B. Laflamme. « Threshold Herd Size for Commercial Viability of Biomass Waste to Energy Conversion Systems on Rural Farms ». Applied Energy 108 (1 août 2013): 308‑22. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.03.037.
Hossain Mondal, Md. Alam. « Economic Viability of Solar Home Systems: Case Study of Bangladesh ». Renewable Energy 35, no 6 (1 juin 2010): 1125‑29. https://doi.org/10.1016/j.renene.2009.10.038. [↩]
Comment a évolué l'électrification rurale décentralisée dans les pays du Sud ? Dans ce blog, je résume ce qui a été décrit par plusieurs auteurs comme les trois paradigmes du développement énergétique.
1970’s – 1990’s: le “paradigme des donateurs”
Si l’on peut faire remonter l’usage de mini-réseaux pour l’électrification à la fin du 19ème siècle, (ESMAP, 2019), c’est à partir des années 1970 qu’ils s’imposent comme une alternative porteuse pour électrifier les populations rurales dans les pays émergents. Conçus à petite échelle, souvent basés sur des énergies renouvelables, les mini-réseaux se multiplient dans les décennies 70 et 80 à l’initiative de financements externes tels que des projets pilotes portés par des Organisation Non Gouvernementales (ONGs) (ESMAP, 2019; Martinot et al., 2002).
1990’s – 2000’s: le “paradigme des approches de marché”
A ce « paradigme des donateurs » que décrit Martinot succèdent, dans les années 1990, des approches de marché (« market-oriented » paradigm) dans un contexte d’ajustements structurels, de réduction des investissements dans le secteur social et de privatisation des secteurs de l’énergie. Ce revirement est justifié par les performances mitigées de mini-réseaux jugés coûteux, mal entretenus car « parachutés » par les pays du Nord dans les pays du Sud sans recherche d’appropriation locale (Kruckenberg, 2015; Martinot et al., 2002). Dans les années 90, les institutions de Bretton Woods et en particulier la Banque Mondiale (Cook, 2011) plaident pour l’entrée des acteurs privés sur le secteur de l’électrification rurale afin d’à la fois réduire les coûts, fournir des services de meilleure qualité et de favoriser un effet de levier financier (Massé et al., 2010), avec un rôle limité de la puissance publique. Cette citation d’un rapport de l’ESMAP[1], organisme rattaché à la Banque Mondiale, illustre l’atmosphère de cette décennie : « le rôle optimal du gouvernement dans le photovoltaïque commercial est un engagement aussi minimal que possible »[2]. L’Etat doit ainsi se cantonner aux populations les plus pauvres, écartées des schémas marchands du fait de leurs revenus trop faibles, et à l’amélioration de l’information et des cadres régulatoires pour faciliter la rentabilité du secteur privé (Foley, 1995).
2000’s – aujourd’hui: le « paradigme de l’énergie durable holistique »
En parallèle, l’énergie se hisse sur le podium des « services élémentaires » au même titre que l’eau, une place officialisée par son incorporation comme objectif du millénaire pour le développement en 2000, puis consolidée par son statut de « service essentiel » au sommet de Johannesburg de 2002 (Botton, 2006) et, plus récemment, comme objectif du développement durable en 2015. Cette reconnaissance de l’énergie comme condition du développement préfigure ce que Sovacool nomme le « paradigme de l’énergie durable holistique » (Holistic ‘sustainable energy paradigm’ (Sovacool, 2012)), dont il date l’apparition au début des années 2000. Ce paradigme reconnaît que la vision d’un secteur de l’électrification rurale décentralisée, quasiment exclusivement privé, est peu réaliste au vu de la rentabilité limitée de systèmes coûteux à destination de clients aux faibles capacités de paiement. La participation de la population, les partenariats de « type II » entre gouvernements nationaux, ONGs, le secteur privé et les organisations internationales[3] (Andonova & Levy, 2003) doivent résoudre les défis que le secteur privé n’est pas parvenu à surmonter en faisant cavalier seul (Kruckenberg, 2015), notamment en couplant l’énergie avec des usages productifs et en renforçant le lien eau-énergie-alimentation (« WEF nexus » pour Water-Energie-Food (Hoff, 2011)). En parallèle, le solaire s’impose avec des coûts de revient qui baissent plus rapidement que ceux de son concurrent hydro-électrique ainsi qu’une malléabilité assurant son déploiement dans de nombreuses géographies et contextes, au contraire des énergies éoliennes et hydriques.
Extrait de Sovacool, Benjamin K. « Design principles for renewable energy programs in developing countries ». Energy & Environmental Science 5, no 11 (2012): 9157‑62.
Dix ans plus tard, cependant, de nombreux défis demeurent : les systèmes solaires, que ce soit les lampes solaires, les systèmes domiciliaires (SHS pour Solar Home System) ou les mini-réseaux solaires peinent à atteindre une viabilité économique et à durer dans le temps (André-Bataille et al., 2020; Berthélemy & Maurel, 2021; Cross & Murray, 2018; Dávalos & Herrera, 2019; Feron et al., 2016)[4]. Les innovations technologiques pour des paiements, contrôle et suivi à distance des installations solaires, couplées à une mutualisation des coûts, sont à présent annoncées comme le nouvel eldorado pour la pérennité et la viabilité des systèmes solaires[5]. Ce brassage rapide des différentes phases du secteur de l’électrification rurale décentralisée éclaire les tâtonnements pour créer des modèles d’électrification pérennes pour les populations rurales, avec des rôles mouvants pour les secteurs privés, publics et de la société civile.
Dans le prochain blog, nous reviendrons sur le concept de “pérennité”.
[1] L’ESMAP (Energy Sector Management Assistance Program) est un programme d’assistance technique de la Banque Mondiale sur les questions d’énergie dans les pays émergents. Ses rapports font autorité dans le secteur.
[3] Les partenariats de « type II » sont promus lors du sommet de Johannesburg de 2002 pour compléter les partenariats de « type I » entre gouvernements (Andonova & Levy, 2003).
[4] Les chiffres, certes disparates, collectés par ces auteurs, interrogent sur la pérennité de l’accès à l’électricité : 34% de systèmes hors-réseaux sont rapportés comme inopérants au Pérou par Ferón, presque 20% des produits solaires auraient cessé de fonctionner après 18 mois au Kenya selon Murray et Cross contre 90% des systèmes après dix ans en Bolivie selon Dávalos & Herrera tandis que 50% des mini-réseaux auraient échoué d’après les estimations de Berthelemy et Maurel. Des taux de déconnection pouvant atteindre la moitié des usagers de certains mini-réseaux à Madagascar sont aussi recensés (André-Bataille et al., 2020; Cholez & Trompette, 2019).
[5] Le dernier rapport de l’ESMAP parle ainsi de « mini-réseaux de 3ème génération» : « Le mini-réseau typique de troisième génération est prêt pour l’interconnexion au réseau ; utilise des systèmes de gestion à distance, des compteurs intelligents à prépaiement et les dernières technologies hybrides solaires ; et intègre des appareils économes en énergie pour des utilisations productives de l’électricité dans son modèle d’entreprise» (ESMAP), 2019).
Ce blog de recherche se concentre sur les questions de durabilité dans les pays du Sud. La durabilité s’entend ici non seulement comme « développement durable » mais aussi dans son échelle temporelle : comment évoluent les projets dit « durables » dans le temps ? Comment les solutions techniques « durables » entretiennent-elles des relations avec leur environnement, à travers des réseaux sociotechniques et économiques complexes et évolutifs? Mes recherchent adoptent des approches et des thèmes liés à la socio-anthropologie du développement, à la sociologie de l’innovation, aux études sur la maintenance et le « Care » ainsi qu’à la théorie des organisations.
Plus spécifiquement, ce blog résume mes recherches de doctorat sur la longévité de l’accès à l’électricité au Kenya, Nigeria, Sénégal et Pérou tout en se voulant un espace pour des discussions plus larges sur la sociologie des sciences et des technologies pour le développement durable. En tant que tel, les lecteurs sont issus non seulement du monde universitaire mais aussi d’institutions qui décident et mettent en mouvement cette « durabilité ».
En particulier, ce blog est un moyen de partager mes recherches à tous ceux qui contribuent à ses résultats, à travers des discussions formelles et informelles… Permettez-moi de vous remercier encore pour votre temps et votre passion !
Mon parcours
Anciennement gestionnaire de projets et spécialiste en suivi et évaluation de technologies appropriées pour populations urbaines et rurales en Amérique latine, Asie et Afrique, j’ai travaillé au cours des dix dernières années sur les thématiques d’énergie, d’eau et d’assainissement et de gestion des risques de catastrophes, avec un intérêt particulier pour les questions de pérennité et d’évaluations post-projet. La question qui m’habite depuis plusieurs années est celle-ci: que deviennent les projets de développement après le retrait des soutiens extérieurs? Depuis fin 2020, je cherche à répondre à cette question par un doctorat sur la pérennité des mini-réseaux solaires en Afrique et Amérique latine, afin d’étudier l’évolution de leurs conditions de gouvernance, de maintenance et leurs modèles commerciaux. Ma thèse se réalise à l’Université de Grenoble, sous la direction de Pascale Trompette et Sandrine Mathy (laboratoires PACTE et GAEL), et en collaboration avec Schneider Electric (Nicolas Plain, Emilienne Lepoutre et Olivier Jacquet).
Je reste néanmoins la seule responsable des opinions exprimées ici ainsi que des potentielles erreurs et inexactitudes qui peuvent s’être glissées dans ce carnet!