Durant les périodes d'exploitation, les accélérateurs, les détecteurs et les installations d'essai du CERN représentent plus de 90 % de la consommation d'électricité annuelle moyenne du Laboratoire, qui s'élève à 1,2 TWh. Ces puissants instruments de recherche rendent possible le programme scientifique incomparable du CERN, et profitent à une communauté mondiale de scientifiques dans le cadre de leurs recherches en physique fondamentale. Tout est mis en œuvre pour les faire fonctionner en utilisant le moins d’énergie possible.
Le CERN s’est engagé à limiter à 5 % la hausse de sa consommation d’électricité d’ici à la fin de la troisième période d'exploitation (année de référence : 2018*). Pour ce faire, le CERN a adopté une approche globale, en examinant et évaluant attentivement toute activité pouvant faire l'objet d'économies d'énergie, afin que l'impact soit maximum et complémentaire. Les efforts visant à améliorer l'efficacité énergétique sont guidés par le Comité pour la gestion de l’énergie (EMP), mis en place en 2015 pour encadrer le récent contrat d'électricité basé sur un marché libéralisé, ainsi que pour sensibiliser davantage la communauté à la nécessité d’accroître l'efficacité énergétique au CERN. Ce comité réunit des représentants des activités les plus gourmandes en électricité du CERN.
La distribution d'électricité de l'Organisation est contrôlée à l'aide de l'outil intégré WebEnergy, développé par le département EN avec les conseils du Comité EMP. Les mesures de WebEnergy reposent sur des outils de surveillance dont la précision est supérieure à 1 %. Ce suivi précis contribue à sensibiliser davantage les départements et services gros consommateurs d'énergie à cette problématique. L'outil permet également de réaliser des prévisions à des fins d'optimisation : le CERN envoie au fournisseur d'énergie le résultat de la modélisation prévisionnelle, basée sur le calendrier des accélérateurs du CERN, et reçoit régulièrement un bonus pour la précision de cette prévision (+/- 15 % pendant au moins 10 mois par an).
En période d’exploitation, environ 55 % de la consommation d’énergie du CERN vient du LHC. Au cours des années à venir, la luminosité (le nombre de collisions produites par le LHC) augmentera considérablement. Une luminosité plus élevée signifie plus de données pour les expériences, une meilleure précision et des possibilités accrues de nouvelles découvertes, mais elle rime aussi avec une plus grande consommation d’énergie. Le CERN a créé un indicateur spécifique pour mesurer la quantité d’électricité utilisée par unité de luminosité produite : le gigawatt-heure par femtobarn inverse (GWh/fb-1). Par rapport à la première période d’exploitation, le HL-LHC multipliera par dix l’efficacité énergétique de l’installation phare du CERN sur 20 ans.
Avec la prise de conscience écologique des dernières décennies, le CERN s’efforce d’être un exemple en matière de recherche respectueuse de l’environnement. L’énergie est un des facteurs permettant de réduire son empreinte écologique. Alors que les prix de l'énergie sont appelés à augmenter sensiblement dans les années à venir, ce qui aura une incidence sur le budget du CERN, et à la suite d'un audit interne réalisé en 2021, l'Organisation a entamé le processus d'obtention de la certification ISO 50 001 pour la gestion de l'énergie. Une étape essentielle de ce processus consiste à documenter le scénario de référence en matière d’énergie du Laboratoire et à définir des indicateurs complémentaires de performance énergétique couvrant les principales activités consommatrices d'énergie de l'Organisation, en plus de celui mentionné ci-dessus pour le LHC. Cette étape exige également la définition d'objectifs et de buts à atteindre au niveau énergétique, ainsi que l'établissement d'un plan pour les atteindre. L'objectif est de remettre aux autorités françaises, d'ici la mi-2022, un plan de performance énergétique couvrant ces éléments. Il s'agira lors du processus de revoir et de compléter la politique énergétique du CERN, de concevoir de nouveaux outils pour mesurer la performance, et d'organiser des audits formels devant être réalisés par un organisme de certification agréé (prévus pour la fin de l'année). Dans ce contexte, toutes les initiatives futures visant à améliorer la performance énergétique seront évaluées selon les exigences de la norme ISO 50 001. En obtenant la certification, le CERN pourra bénéficier d'un rabais important sur ses coûts de transport d'électricité pour les années à venir.
Bien que la consommation d'énergie du secteur tertiaire (bâtiments, centre de données, installations usuelles, etc.) ne représente que 10 % de la consommation totale d'électricité du CERN pendant les périodes d'exploitation du LHC, des améliorations significatives peuvent également être réalisées dans ce secteur. Dans cette optique, le département SCE réalise deux rénovations de bâtiments par an en vue d'améliorer la performance énergétique, le niveau de confort et la conformité en matière de sécurité. Les sources d'éclairage public et intérieur du CERN sont progressivement remplacées. Des études sont en cours pour récupérer la chaleur résiduelle du nouveau Centre de données du CERN à Prévessin afin de chauffer les bâtiments environnants et de réduire ainsi les émissions de la centrale de chauffage au gaz. En outre, il est prévu d'utiliser la chaleur récupérée des tours de refroidissement du CERN au point 1 du LHC pour chauffer des bâtiments du site de Meyrin.
Consommer moins, améliorer l’efficacité, récupérer plus : ces trois principes sous-tendent la stratégie du CERN en matière de gestion de l'énergie. Et nous avons tous un rôle à jouer pour faire en sorte que chaque mégawattheure utilisé apporte une valeur ajoutée aux performances et à la mission du CERN.
*Se reporter au premier rapport public du CERN sur l'environnement : https://hse.cern/fr/rapport-environnement-2017-2018/energie