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Le 11.10.2017
Par :
Sophie Eremian - Citizen Press

Quand l’énergie devient intelligente

La maîtrise de l’énergie est plus que jamais un sujet d’actualité. C’est aussi un enjeu essentiel pour construire la ville de demain. Les smart cities doivent penser et organiser différemment leur consommation d’énergie. Cela signifie à la fois de trouver de nouveaux modes de production et de consommation d’énergie. Mais aussi de se doter de réseaux électriques intelligents : les smart grids...
Objectif : utiliser les technologies numériques pour optimiser la distribution, la consommation et le stockage de l’énergie. Zoom sur cet élément clé de la transition énergétique.

Mieux produire, mieux distribuer, mieux consommer

Si la région PACA devenait la 1èresmart région européenne ? C’est en tout cas son ambition avec Flexgrid, un projet de réseau électrique intelligent (ou smart grid) qu’elle teste en grandeur nature. Objectifs : réduire de 20% les gaz à effet de serre, gagner 20% d'efficacité énergétique et introduire 20% d'énergies renouvelables (ou EnR) dans la consommation finale d'énergie. Pour ce faire, certains quartiers à l'instar de la Cité Frais Vallon à Marseille, expérimentent l'autoconsommation et l'autoproduction d'énergie via des panneaux solaires installés sur les toits. Ou encore, la mise en liaison de plusieurs centrales solaires et hydroélectriques entre elles dans les Alpes de Haute-Provence, afin de compenser la production d’énergie non assurée pour raisons météorologiques. Et les économies d'énergie riment aussi avec création de valeur, puisque selon le Réseau de transport d’électricité (RTE), 6000 emplois pourraient être créés en région d'ici 2020. « Grâce au projet Flexgrid, notre territoire devient une référence en matière de déploiement à grande échelle des Réseaux électriques intelligents. Flexgrid, c’est mieux produire, mieux distribuer et mieux consommer l’énergie », selon Renaud Muselier, président de la région PACA et député européen. 

Autre initiative : celle de CorDEES, dans le nouvel éco-quartier de Paris-Batignolles1. Le projet prévoit uniquement des bâtiments intelligents. Bureaux, logements, écoles et commerces ont été conçus pour consommer moins d'énergie et utiliser celle provenant des EnR avec par exemple des panneaux photovoltaïques sur les toits. Le projet est ambitieux : consommer 50 kWh/m²/an (estimation sur la base du calcul du DPE) au lieu des 240 kWh/m2/an dans un quartier "classique". « En réalité, la consommation varie plutôt de 60 à 100 kWh/m²/an dans les éco-quartiers », précise Thomas Berthou, ingénieur de recherche au CES des Mines ParisTech. Maria-Isabel Le Meur, directrice du pôle amont smart grids et smart cities de la société Embix, explique :

Il y a aussi une notion très forte de coresponsabilité de la part de tous les acteurs, que ce soit pour la conception, l'exploitation mais aussi l'usage.

Les occupants sont ainsi invités à partager leurs données de consommation qui seront agrégées (pour assurer l'anonymat de leurs données personnelles) afin de suivre en temps réel la consommation des bâtiments et réagir en cas de pic de consommation.

Le consommateur devient acteur

De tels projets se généralisent sur l'ensemble du territoire, en partie du fait de la loi de transition écologique et croissance verte prévoyant un mix énergétique pour la France de 32% d'EnR dans la consommation finale en 2030 et de 50% de nucléaire en 2025. Pour y parvenir, le schéma classique descendant des producteurs d'énergie aux consommateurs est bousculé. Valérie-Anne Lencznar, déléguée générale de l'association professionnelle Think smart grids, insiste :

Dans les smart grids, le consommateur est avant tout un consomm'acteur.

En effet, le consommateur du futur autoproduira sa propre énergie, pourra en revendre une partie à EDF et roulera en véhicule électrique. Il pourra même s'effacer du réseau pour un temps. Par exemple, dans un bâtiment bien isolé, RTE pourra, contre rémunération, couper sa climatisation sans affecter son confort en cas de pic de consommation l'été. L’usager surveillera sa consommation d'électricité quotidiennement et pilotera ses appareils domestiques via la compteur intelligent Linky d'Enedis, première brique des smart grids en cours de déploiement.  « Le principe est que l'offre soit toujours égale à la demande réelle, 24h/24. Ce qui signifie une diminution de la facture énergétique par un usage responsable en partie grâce à Linky, une réduction des énergies fossiles due aux EnR et une diminution de la demande en énergie par l'effacement du réseau », détaille Valérie-Anne Lencznar.

Pour une telle mise en place dans quinze à vingt ans, nos réseaux électriques actuels doivent évoluer. « Le but est d'éviter de construire plus d'infrastructures et surtout de mieux utiliser les ressources. Les réseaux communicants s'adapteront en permanence », selon Valérie-Anne Lencznar. Des solutions existent déjà pour anticiper l'évolution des réseaux en place, tels les postes électriques intelligents (PEI) déployés en Hauts-de-France. Ils s'adaptent aux conditions climatiques pour compenser l'intermittence des EnR et rétablissent le courant automatiquement en cas d'incident. Pour Raphaël Gerson, chef adjoint du service réseaux énergies renouvelables de l'Ademe, les enjeux sont multiples : « Ils sont d'abord énergétiques, car nous devons atteindre les objectifs concernant les EnR, mais ils sont aussi d'ordre industriel et économique avec la création de milliers d'emplois. Bien sûr, il y a un enjeu environnemental important mais aussi politique. Nous passerons effectivement à une production d'énergie décentralisée pilotée par les régions. »

Déterminer le prix d’une énergie fluctuante

Autre enjeu des réseaux intelligents : la tarification de l'énergie comme outil de gestion des réseaux. Avec ses chercheurs, Luce Brotcorne, responsable de l'équipe Inocs d'Inria-Lille Nord Europe intègre l'intermittence de la production des EnR, la fluctuation de la demande et la déréglementation du marché dans la détermination du prix de l'énergie. Pour cela, elle a développé deux modèles pour équilibrer l'offre et la demande. Le premier incite le consommateur à utiliser ses appareils en fonction des tarifs variant au cours de la journée grâce à des Smart Meter (type Linky). Le deuxième modèle consiste à passer par un agrégateur de smart grids. Il gère plusieurs bâtiments et négocie au nom de ses clients un effacement rémunéré par exemple, afin d'optimiser les revenus et réduire la consommation en période de pointe. « Nous développons un outil pour qu'EDF ait une vision globale du marché et puisse anticiper la demande de ses clients dans un contexte concurrentiel. » En effet, d'après Luce Brotcorne,

Le client étant devenu acteur, son comportement doit être pris en compte dans l'ajustement des tarifs.

Linky et vie privée

Bien entendu, une des étapes phares de la maîtrise de la consommation énergétique est le déploiement de 35 millions de compteurs Linky d'ici 5 ans permettant le pilotage de la demande. Mais le compteur vert rencontre actuellement quelques freins. « Même si le principe a été validé par la CNIL et l'ANSSI, les usagers restent méfiants quant à la transmission et à l'utilisation de leurs données de consommation. Autre raison : Linky leur est imposé en quelque sorte. Pour que les consommateurs adhèrent, il faut davantage de transparence et d'explication », analyse Cédric Lauradoux de l'équipe Privatics d'Inria Grenoble Rhônes-Alpes, spécialisée dans le respect de la vie privée sur Internet. « Il est vrai que ce déploiement peut paraître intrusif pour les consommateurs, notamment pour des raisons de cybersécurité. Mais on estime la réduction d'énergie à 10% grâce à Linky. Un véritable effort d'explication et d'accompagnement doit être réalisé par Enedis pour rassurer définitivement les consommateurs », estime Raphaël Gerson de l'Ademe.

1 – Projet mené par la Ville de Paris, Paris Batignolles Aménagement, Embix, Une Autre Ville et Armines via le Centre Efficacité énergétique des Systèmes (CES) des Mines ParisTech.

 

Crédits et légendes photos : Centrale électrique à l'abandon, CCO Public Domain, Pixabay ; Deux hommes installent des panneaux PV – CC Nuon sur Flickr ; Infographie extraite du site Les smart grids ;

La Green ITtude

Parce qu’il émet plus de gaz à effet de serre que l'aviation civile, il est urgent de réduire l'impact écologique du numérique. Selon Frédéric Bordage, consultant et auteur du blog GreenIT.fr :

Un smartphone est plus énergivore à produire qu'à utiliser.

D'après l'expert, une autre piste comme le réemploi de cette énergie peut s'envisager. La chaudière numérique de Stimergy par exemple, réutilise la chaleur dégagée par ses datacenters pour chauffer l'eau sanitaire de bâtiments. Cette entreprise a collaboré avec l’équipe Avalon d’Inria qui mène depuis plusieurs années des recherches sur les systèmes distribués de calcul. Les chercheurs ont démontré que la technologie blockchain contribue à la réalisation d’une place de marché distribuée dans laquelle différents acteurs mettent à disposition leurs ressources informatiques formant ainsi un "cloud distribué".

Réduire la consommation énergétique liée au numérique dès la conception de sites Internet, c’est aussi l’objet des recherches de l'équipe-projet Spirals d'Inria – Lille Nord Europe. Elle propose des solutions de diagnostic énergétique pour logiciels.  Une de ces solutions est la librairie Power API. Utilisée par les développeurs de sites web, elle leur permet ainsi de prendre conscience des hot spots, c'est-à-dire, des points où le site requiert plus d'énergie et de travailler à en réduire l'impact. Mais l'estimation de la consommation énergétique n'est pas le seul point sur lequel les chercheurs de Spirals se sont penchés. Lionel Seinturier, responsable de l'équipe va plus loin : « Nous avons conçu un autre outil avec l'ADEME et une société Nantaise : Web Energy Archive, qui mesure la consommation énergétique des sites web. Nous classons ainsi les sites les mieux éco-conçus. » Frédéric Bordage abonde dans ce sens : « Il faut diminuer l'impact environnemental du numérique dès la conception et penser en termes de cycle de vie complet d'un appareil. De plus en plus d'entreprises sautent le pas, car elles ont compris que diminuer l'empreinte du numérique c'était aussi davantage de marges. La transition numérique rencontre enfin la transition écologique. »


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Des outils pour maîtriser la consommation

 

Pour réduire la facture énergétique, plusieurs outils sont déjà sur le marché. Julien Bruneau, dirigeant de IQSpot, a eu l'idée de lancer sa start-up spécialisée en supervision de la consommation centrée sur les occupants, durant sa thèse chez Inria. La société développe des solutions (telle une application mobile) à destination de l'immobilier tertiaire afin de suivre facilement le confort et la consommation énergétique des locaux. Julien Bruneau explique :

Notre but est de comprendre le comportement énergétique de ces sites tertiaires pour réduire ensuite les coûts liés aux dépenses en énergie.

20 à 30% de gains énergétiques peuvent ainsi être réalisés.

 

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