Réseaux électriques intelligents : de nouveaux leviers d'optimisation
Amor Bekrar
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Le marché de l'énergie est en train de changer de manière profonde. Depuis une vingtaine d'années, il est marqué par une croissance sans précédent et des investissements colossaux en termes d'infrastructures ; et par une demande accrue pour une énergie plus propre et plus transparente. Mais l'un des changements les plus importants est peut-être celui du rôle du consommateur.
L'été dernier, Google a annoncé un nouveau projet baptisé « Sunroof », un simulateur permettant à chacun de calculer la capacité du toit de son habitation en matière de puissance solaire, notamment en vue d'y installer des panneaux photovoltaïques. Ce projet illustre l'une des facettes de l'évolution fondamentale que le marché énergétique s'apprête à vivre. Une évolution qui est rendue possible à la fois grâce à la part croissante des énergies renouvelables dans le mix énergétique, et aux technologies de gestion des réseaux électriques intelligents (ou smart grid).
A la veille de la COP21, chacun a conscience de l'impérieux besoin, pour le marché de l'énergie, de se transformer en profondeur pour répondre à des enjeux aussi inédits que vitaux. Mais il est sans doute nécessaire de décrypter la manière dont doivent évoluer les trois grands flux qui le composent : la production, la distribution, et la consommation d'énergie.
Il s'agit d'une mission qui devient de plus en plus complexe et difficile dans un monde où la demande ne cesse de croître, et où la production fait face à des défis colossaux : tout d'abord - et toujours -produire un nombre toujours plus élevé de mégawatts consommés par les entreprises et les foyers ; mais aussi - et c'est beaucoup plus nouveau - produire une électricité « propre », de manière sûre et durable.
En France, l'année 2015 marque l'entrée en vigueur de la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte, et la sécurité de l'approvisionnement demeure une question centrale. Dans la dernière édition de son Observatoire européen des marchés de l'énergie, Capgemini estime que les énergies renouvelables représenteront 36% d'ici 2025 en Europe. Pour la France, RTE anticipe dans son Bilan prévisionnel 2015 un mix énergétique composé pour près de 40% d'énergies renouvelables en 2030.
Cette évolution est d'autant plus nécessaire que les centrales thermiques (gaz, charbon, fioul) vont continuer de fermer en raison de leur non-conformité avec les nouvelles normes environnementales ; et que le parc nucléaire est appelé à diminuer d'année en année.
Dans ce contexte de croissance du renouvelable, la production d'énergie électrique va probablement s'élargir significativement au domaine privé et individuel. L'éolien et le solaire sont de plus en plus accessibles (techniquement et économiquement), et les entreprises comme les particuliers qui produisent tout ou partie de leur électricité sont de plus en plus nombreux - c'est sans aucun doute ce que Google anticipe avec son projet Sunroof. Demain, ces consommateurs-producteurs génèreront même des surplus d'électricité, qui pourront être revendus, distribués et utilisés. On entrevoit ici le futur schéma du marché de capacité électrique... qu'il faudra être capable de gérer et piloter.
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Chaque jour, à chaque seconde, l'électricité générée par les producteurs (l'offre) doit être égale à celle utilisée par les consommateurs (la demande). En Europe, les opérateurs de réseau de transport d'électricité comme RTE en France, et National Grid en Angleterre, ont la lourde responsabilité de gérer en temps réel cet ajustement précis entre l'offre et la demande. Comme nous venons de le voir, cet équilibre devra prendre en compte, demain, un nombre très élevé de petits producteurs, et un maillage autrement plus complexe et ramifié que celui qui existe aujourd'hui. Et la croissance du renouvelable dans le mix énergétique va rendre la tâche encore plus complexe, dans la mesure où il faudra gérer le caractère, par nature intermittent, des énergies renouvelables.
Dans la recherche permanente de cet équilibre entre offre et demande, les réseaux intelligents sont indispensables. Ils devront être capables de gérer en temps réel un très grand nombre de données, mais aussi d'anticiper et de compenser les déséquilibres et les pics de consommation. Les technologies d'analyse prédictive et les algorithmes de gestion - mais également les objets connectés tels que les capteurs - qui sont aujourd'hui utilisés dans d'autres domaines de production industrielle pourront ainsi être appliqués aux réseaux de distribution électriques pour les rendre plus « intelligents », et pour répondre aux défis du marché énergétique.
Nous avons évoqué plus haut la place croissante des consommateurs - particuliers et entreprises - dans la future production d'électricité. Le changement du rôle du consommateur sur ce marché ne s'arrête pas là. La disponibilité des informations et la transparence sont aujourd'hui au cœur de la démarche du consommateur. Qu'il s'agisse de comparer les prix d'une enseigne de supermarché à une autre, connaître les performances environnementales/énergétiques d'un véhicule ou d'un réfrigérateur, calculer le coût « CO2 » d'un trajet en train ou en avion, ou encore connaitre la composition et la provenance d'un aliment, le consommateur exige aujourd'hui de disposer de toutes les informations nécessaires, en toute transparence.
Le consommateur s'est mué en véritable « consom-acteur » informé et responsable, tant pour ses décisions de consommation que pour son impact sur l'environnement.
Cette transparence est incontournable et nécessaire pour rendre le consommateur plus efficace, et donc pour optimiser l'ensemble des réseaux de distribution intelligents. Déjà, aujourd'hui, RTE propose l'application eco2mix, qui permet de visualiser en temps réel un très grand nombre de données liées à la production et à la consommation d'électricité en France, à l'échelle nationale mais également à l'échelle régionale. Demain, des applications de ce type fourniront des données spécifiques à chaque entreprise et à chaque foyer, permettant de gérer et piloter la consommation en temps réel, à partir d'un Smartphone ou d'une tablette.
L'utilisation d'applications de gestion initialement réservées aux grandes entreprises s'est progressivement démocratisées auprès des PME, mais aussi à un éventail toujours plus large d'utilisateurs. Depuis quelques années, les applications mobiles permettent de franchir un pas supplémentaire dans l'accès à des outils de gestion et d'analyse - des outils de plus en plus sophistiqués, connectés... mais dont l'utilisation est rendue extrêmement simple grâce à l'ergonomie des apps.
Aujourd'hui, le marché énergétique est en train d'opérer cette transformation et, même s'il s'agit d'un marché hautement régulé, il ne fait aucun doute que les entreprises et les consommateurs individuels vont y jouer un rôle de plus en plus actif, depuis la production jusqu'à la consommation. Ce qui implique, pour les solutions de gestion, une communication en temps réel qui devra être fluide à travers de multiples supports - adaptés à la multitude des équipements mais aussi aux utilisateurs -, tout en accédant et en gérant un nombre inestimable de données.
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