PROBLÉMATIQUE

Les réseaux intelligents sont progressivement en train d’investir tous nos systèmes : de distribution électrique bien sûr mais aussi de distribution d’eau ou de chauffage urbain. En réalité, c’est avec eux que la ville de demain se redessine. Dans le secteur de la production et la distribution électrique, cette révolution survient alors que sont en train de se développer les énergies renouvelables, intermittentes, aléatoires, non productibles et demandant d’être injectées dans le réseau « sans se préoccuper » ni de son architecture, ni de son équilibre. Cette révolution survient par ailleurs alors que la demande d’électricité croît, et avec elle la pointe électrique – c’est-à-dire la consommation maximale demandée en instantané sur un temps très court. S’y ajoute l’anticipation de nouveaux usages, comme les véhicules électriques, qui perturbe l’analyse fine des consommations. L’équilibre entre la production et la distribution est ainsi chahuté des deux côtés, par des productions intermittentes et des usages eux-mêmes de plus en plus intermittents.

C’est là que se situe donc tout l’avantage des smart grids : dans la capacité qu’ils offrent de capturer en temps réel les informations sur  les consommations d’électricité pour, d’une part, moduler la production et, d’autre part, agir sur la demande, en convainquant les usagers de restreindre leur demande en période de surcharge (par exemple sur la pointe du 18h58 / 19h02). L’objectif est d’éviter d’imposer un surcroît de production, par exemple la mise en route d’une turbine, indispensable pour seulement une paire de minutes. Ces signaux, qui permettent de décaler la demande, doivent être disponibles sur les lieux mêmes de consommation.

DALKIA – Agrégateur énergétique

Filiale commune d’EDF et de Veolia Environnement, Dalkia développe son activité sur trois grands métiers : les utilités industrielles, les grands réseaux de chaleur ou de froid urbains, l’efficacité énergétique et environnementale des installations urbaines et industrielles.
L’entreprise dispose de près de 53 000 collaborateurs opérant dans 42 pays sur plus de 119 000 installations énergétiques décentralisées et près de 900 réseaux urbains de chaud et de froid. En France, l’entreprise emploie près de 15 500 personnes.
En 2011, l’entreprise a économisé 7 millions de tonnes de CO2 sur les installations de ses clients.

 

 

IDÉES CLÉS

Maîtriser les flux d’énergies    

La capacité des réseaux intelligents doit permettre de caler la production et la consommation par des micro-actions de régulation de la production ou de maîtrise de la demande – par exemple de décaler d’une heure la mise en route d’une production d’une usine (qui en contrepartie paiera moins cher son énergie). Ces micro-actions sont sans impact tant sur la qualité de la production industrielle que sur la qualité du service (par exemple le confort des occupants d’un immeuble), mais mises ensemble dans de « bons paquets » elles permettent de lisser la demande ou d’équilibrer la production d’électricité (par exemple en lançant une petite production sur un site industriel).

Résoudre l’équation du stockage

La grande difficulté du secteur électrique réside dans l’impossibilité de stocker l’énergie produite. Mais cette impossibilité est peut-être en passe d’être levée. Comment cela ? D’abord en cessant d’opposer les systèmes et en cherchant, au contraire, à les combiner : l’idée serait par exemple de stocker du chaud ou du froid en période creuse de consommation énergétique, pour relâcher cette « énergie » en période « pleine ». D’autres moyens existent avec les batteries, les châteaux d’eau, les barrages…

Télé-piloter des ensembles

Le smart grid va progressivement englober les grands ensembles consommateurs d’électricité : non seulement les réseaux de distribution, mais les bâtiments eux-mêmes seront équipés de capteurs, de vannes et de connecteurs afin d’être télé-pilotés. Il en résulte un schéma d’échanges (production / consommation) de plus en plus complexe.

Le Smart Grid : À quelles conditions ?

Le smart grid impose de renoncer au modèle jacobin qui présidait la construction des systèmes énergétiques – Avec le smart grid, nous sortons de l’ère où tout était pensé et organisé comme partant du centre et poussé vers la périphérie, avec des optimums globaux et des péréquations tarifaires pour compenser les inégalités territoriales. Le schéma pourrait s’inspirer de l’École de Palo Alto – très réputée dans l’univers de la psychologie et des sciences de la communication, et qui se fonde sur les concepts de la cybernétique et de l’homéostasie. Il n’y a plus un centre, mais des centres qui interagissent les uns avec les autres et qui créent des interdépendances. Et ces interdépendances ne doivent pas être percues comme une menace mais au contraire comme une opportunité car elles apportent au réseau sa plasticité et son élasticité. Si un acteur est défaillant à un moment donné, le réseau (ou à proprement parler le « web ») va pallier cette défaillance et rétablir un nouvel équilibre. À l’instar de ce qui s’est développé dans les télécommunications avec Internet, le secteur électrique doit intégrer dans ces systèmes ce nouveau mode d’organisation et de régulation.

Le smart grid permet l’émergence de consommateurs-producteurs – Les consommateurs deviennent producteurs en installant au sein de leur foyer des unités de production électrique (des panneaux solaires, des éoliennes, un moulin à eau ou une petite centrale de géothermie) ; cette production se substituera partiellement ou totalement à la production centralisée de leur opérateur national. Les échanges d’informations leur permettront de revendre à leurs voisins (au sens large du terme) leurs excédents de production en cas de forte production ou de baisse momentanée de la consommation, ou de leur en acheter si besoin. L’agriculteur qui disposera de panneaux photovoltaïques sur son hangar jouera à égalité avec le grand producteur disposant de tranches nucléaires ! L’optimisation se réalisera au plus près des clients à travers des nœuds de consommateurs-producteurs autonomes. Ce développement nodulaire doit venir en complément – et non en opposition –, aux autres systèmes.

La révolution à l’œuvre va modifier en profondeur la structure du marché électrique. Elle est aussi une réponse à la pénurie énergétique qui menace (même dans certaines régions d’Europe) et qui ne se résoudra pas en déroulant des kilomètres de réseaux à partir de grandes centrales.

Le smart grid conduit à la smart city – Le smart grid conduit à une nouvelle approche du territoire. Le territoire est renvoyé à sa propre responsabilité d’aménageur et d’organisateur de services. Il doit se transformer en organisme vivant, gérant ses intrants et ses sortants, ses transferts, l’arrivée ou la génération de son électricité, de son eau, de ses matières, etc., de la même façon qu’il doit gérer ses rejets (rejets atmosphériques, déchets, eaux usées).

Cet organisme vivant doit cependant être géré et optimisé en temps réel. Il y aura à ce niveau tout intérêt à prévoir des systèmes en open data, accessibles à tous, pour permettre un dispatching de tous les services autour de territoire. Les vecteurs de croissance sont là : dans l’acceptation de ces nouvelles interfaces, de ces nouveaux carrefours et zones de friction, là où s’organisent de nouvelles créations de valeur et de nouveaux métiers. Ces ressources essentielles que constituent l’énergie, l’eau ou l’efficacité environnementale sont autant de leviers de croisssance au bénéfice de tous, la collectivité et ses habitants.


ÉLÉMENTS POUR UNE RÉFLEXION PROSPECTIVE

Le smart grid, la couche intelligente d’une infrastructure – L’informatique industrielle a intégré les réseaux électriques depuis les années 1960 ; ce qui est nouveau aujourd’hui c’est l’évolution offerte dans les fonctionnalités des réseaux de distribution, concomitante à l’avènement des énergies renouvelables et des véhicules électriques.

Le smart grid se décompose en trois niveaux :

1. les super grids, constitués par les grands réseaux de transport d’énergies ;
2. les smart grids de distribution, constitués par les réseaux de distribution ;
3. les micro grids, constitués par les réseaux locaux.

Cependant, cette nouvelle dialectique ne doit pas laisser croire, notamment aux politiques, que tous les problèmes de la gestion électrique vont être résolus par cette nouvelle intelligence. Cette intelligence (software) est évidemment bienvenue, mais à condition d’être la couche supérieure de toute une infrastructure hardware, constituée de réseaux de distribution ET de transport. Les énergies renouvelables à caractère décentralisé ne permettent pas d’économiser du réseau mais au contraire, du fait de leur intermittence, nécessitent un développement supplémentaire de réseaux. Cet impératif s’impose à l’échelle européenne, alors même que l’Union européenne est en mal d’inspiration sur le sujet.

EDF a-t-elle un intérêt dans le développement du smart grid ? – Bien évidemment : si EDF a optimisé son parc de production (centralisée), l’entreprise ne peut aujourd’hui s’abstenir d’intégrer la nouvelle réalité du marché, et les exigences économiques mais aussi politiques et sociétales qui imposent d’équilibrer l’exploitation centralisée des énergies renouvelables avec des productions locales. Et c’est visiblement ce que l’entreprise est en train de faire, en reprenant, en 2011, 100 % du capital d’EDF Énergies Nouvelles.

EDF a-t-elle intérêt de se développer vers la smart city ? – Très probablement. L’électricité est un produit en voie de « commoditisation », la performance de l’entreprise s’établira dorénavant non pas sur le prix du kilowattheure (qui reste un sujet) mais sur le nombre de kilowattheures nécessaires pour constituer un produit ou service viable. Il est donc essentiel pour l’entreprise de se positionner sur le marché de l’efficacité énergétique. Sa participation au capital de Dalkia est là pour marquer cette volonté. (Le raisonnement est le même concernant GDF Suez, fournisseur d’énergie et aussi opérateur d’efficacité énergétique.)

Quid de l’idée de petits EDF et ERDF locaux ? – L’idée n’a pas de sens ou d’utilité à partir du moment où les réseaux sont interconnectés, ce qui est le cas en Europe, où les réseaux sont indifféremment détenus par un ou plusieurs propriétaires. En revanche cette idée de petits EDF et ERDF locaux est pertinente dans les pays en développement ne disposant d’aucune infrastructure existante.

Comment mettre les smart grids au service d’un allègement des factures d’électricité ? – Une des finalités des smart grids est d’optimiser les coûts ; cette optimisation devrait donc théoriquement profiter au consommateur final, particulier ou industriel.

C’est aussi le rôle des régulateurs de veiller à ce qu’en devenant intelligents, les réseaux s’inscrivent sur un meilleur rapport qualité / prix. L’avenir du secteur n’est pas de produire plus, mais de produire et d’inciter à consommer MIEUX, à confort égal.

De leur côté, eu égard aux efforts d’investissement à consentir, les opérateurs demandent un « signal clair » de la puissance publique sur la rémunération des capacités qu’ils s’apprêtent à mettre en place, in fine destinés à alléger la demande énergétique.

Au-delà de l’intelligence… ? – La sécurité énergétique mondiale n’impose-t-elle pas un changement radical dans les habitudes de consommation des ménages des pays développés ? L’opérateur historique français est-il décemment en train de donner l’exemple quand il permet à ses salariés de ne s’acquitter que de 10 % de leur facture réelle – et ce sur leur résidence principale et même sur leur « première » résidence secondaire ? Il y a loin de la coupe aux lèvres.

On se satisfera tout de même du dispositif des certificats d’économies d’énergie (CEE), qui sera bientôt harmonisé à l’échelon européen. Le dispositif a pour vocation d’obliger les producteurs d’énergie de générer des économies pour leurs clients. Cette « taxe » perçue à la production est finalement un levier financier qui permet de financer des opérations d’efficacité énergétique. Elle a démontré en France son efficacité.

Ici et ailleurs en Europe, et plus loin… ? – Deux pays ont pris de l’avance sur les compteurs communicants : il s’agit de la Suède et de la France, justement, à travers l’expérimentation Linky (300 000 compteurs installés). Les Italiens avaient fourni un effort considérable, mais qui s’est relâché ; leur technologie est aujourd’hui dépassée. Les Chinois, de même que les Américains, travaillent sur le sujet et sont très attentifs aux progrès européens. Un sujet important concernera les protocoles de communication.


CONCLUSION

Les smart grids sont l’expression de la complexité croissante de nos sociétés. Les opportunités naîtront de cela, pour les acteurs qui sauront en tirer partie en s’accommodant de l’arrivée de nouveaux entrants. Pour cela, il leur suffit de se convaincre que les interconnexions sont toujours un facteur d’excellence et d’accélération de la croissance.