Le smart grid au cœur de la Smart Energy pour un réseau de distribution intelligent

Les moyens de production ont de ça de particulier qu’ils ont toujours un impact sur le développement économique et environnemental, qu’il soit positif ou négatif. La loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV) a donc fixé des objectifs précis pour parvenir à une consommation d’énergie plus efficace, durable et économique. Au cœur des enjeux de transition énergétique par la Smart Energy se trouvent les énergies renouvelables, le stockage d’énergie et la consommation d’électricité. En France, en 2020, les trois secteurs les plus consommateurs d’électricité étaient le tertiaire avec 47 %, soit près de la moitié de la consommation finale, le secteur résidentiel avec 38 % et enfin celui de la grande industrie avec 16 %.

Il apparaît donc comme essentiel de pouvoir combiner la course à la productivité et les capacités de charge de la planète. C’est dans cette logique de consommation minimum des ressources énergétiques pour une efficacité maximum, que les smart grids interviennent.

Et c’est ce credo de « faire plus avec moins » qui va se positionner comme la feuille de route de la smart energy.

Qu’est-ce que le smart grid ou réseau électrique intelligent ?

Selon l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie (ADEME), les smart grids sont des systèmes qui permettent l’intégration des énergies afin de prévoir et d’anticiper une gestion de l’énergie plus efficace et durable. Ils sont indispensables à l’atteinte des objectifs fixés par l’accord de Paris et du Plan Climat en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre, de développement des énergies renouvelables et d’autoconsommation de l’électricité.

Le réseau électrique intelligent est un réseau électrique de distribution qui favorise la circulation d’informations entre les fournisseurs d’énergie et les consommateurs afin d’ajuster le flux d’électricité en temps réel et d’en permettre une gestion plus efficace.

Avec l’intégration des énergies renouvelables et des nouvelles technologies dans le réseau électrique, les smart grids vont assurer la sécurité de l’approvisionnement en énergie au travers d’un pilotage automatisé de la production d’électricité et de la communication.

Ce système de réseaux électriques intelligents associé aux nouvelles technologies comme les compteurs intelligents, va permettre d’optimiser la consommation d’énergie. Cet ensemble de technologies permet de gérer de manière agile la complexité des flux introduits dans un réseau électrique en temps réel.

La combinaison du numérique et des technologies IoT va permettre d’optimiser les moyens de production, la distribution, la consommation, et si nécessaire le stockage d’énergie afin de mieux coordonner l’ensemble des composants du réseau électrique, et ce, du producteur au consommateur final.

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Quels rôles jouent les smart grids dans la transition énergétique ?

Aujourd’hui, révolution numérique et transition énergétique n’apparaissent plus comme des notions antagonistes, mais bien complémentaires. Face aux mutations du paysage énergétique, moderniser le système électrique apparaît comme une nécessité.

D’après la commission de régulation de l’énergie, le contexte dans lequel se sont développés les réseaux électriques, mène à privilégier le déploiement des technologies de smart grids. La feuille de route d’un réseau électrique intelligent est de fournir l’électricité à partir de sources multiples tout en étant largement distribué.

Par exemple avec des éoliennes, des panneaux photovoltaïques ou encore des véhicules électriques hybrides. Dans ces différents cas d’usages, le smart grid apparaît comme une solution viable et efficace, car il permet notamment le stockage d’énergie électrique pour une utilisation ultérieure.

Piloté de manière plus flexible, le système électrique va pouvoir anticiper certaines contraintes telles que l’intermittence des énergies renouvelables et le développement de nouveaux usages comme les véhicules électriques ou les pompes à chaleur.

Pour fonctionner, cela nécessite le cumul d’un certain nombre d’éléments :

  • Contrôle des flux énergétiques

Des capteurs connectés vont être installés sur l’ensemble du réseau. Ils vont pouvoir indiquer en temps réel les flux électriques et leurs niveaux de consommation. Cela permet notamment aux fournisseurs d’énergie d’adapter leurs offres en fonction de la demande et aux usagers de pouvoir faire des économies d’énergie.

  • Interopérabilité des réseaux

Le réseau électrique comprend le réseau de transport et le réseau de distribution. Un des objectifs des smart grids est de favoriser une interopérabilité entre ces réseaux de transport et de distribution grâce à la circulation instantanée des informations.

  • Intégration des énergies renouvelables

Les énergies renouvelables ont la particularité de fonctionner de façon peu prévisible, car dépendante de facteurs extérieurs tels que la météo pour l’éolien par exemple. Les smart grids, grâce à la prévision du niveau de production d’électricité et de consommation à court et à long terme, permettent de mieux gérer leur intégration.

  • Gestion plus responsable de la consommation des usagers

Les compteurs intelligents, comme « Linky » pour l’électricité par exemple ou encore les pompes à chaleur basse température pour la gestion du chauffage, fournissent des informations sur les prix, les pics de consommation, la qualité et le niveau de consommation d’électricité de l’habitat.

Les usagers peuvent alors réguler eux-mêmes leur consommation et tendre vers des économies d’énergie. Un ajustement qui transforme le consommateur en véritable acteur de sa consommation énergétique.

Malgré ces nombreux avantages, l’installation de smart grids est très complexe à mettre en place et nécessite la mobilisation de nombreux acteurs. C’est à ce niveau que que la commission de régulation de l’énergie intervient. Elle va ainsi accompagner l’évolution des réseaux énergétiques vers des réseaux intelligents en s’assurant que leur déploiement sur les territoires se fait au service des collectivités.

Et concrètement ? La France a développé plusieurs projets de smart grids et en recense ainsi une quinzaine de répartis sur l’ensemble du territoire, dont trois à l’échelle nationale : ENR-Pool, Modelec et Spideir.

Le projet ENR-Pool s’intéresse au comportement des consommateurs. Il va analyser leur capacité à maîtriser leur consommation en fonction de la production d’énergies renouvelables. Modelec, pour sa part, teste plusieurs modèles d’effacement de consommation lors des périodes de pics de consommation. Enfin Spideir a pour ambition d’établir un système de prévision de l’équilibre du réseau qui tient compte de l’intégration des énergies renouvelables.

Parmi les projets locaux, on retrouve le Smart Campus en Ile-de-France sur le site de l’Université de Saint-Quentin-en-Yvelines qui intègre des moyens de production d’énergies renouvelables, des installations de stockage ou encore une flotte de véhicules électriques. À l’échelle d’une Zone d’activité économique (ZAE) on retrouve le projet Smart ZAE à Toulouse, et à l’échelle d’un éco-quartier, le projet Confluence à Lyon.

À l’échelle mondiale, certains pays comme les Etats-Unis ou le Japon se sont montrés particulièrement engagés dans la mise en place de smart grids. Il a donc pu être démontré que le concept est donc non seulement réalisable, mais aussi viable et fonctionnel.

Les enjeux de la smart energy sont donc des enjeux tout à fait atteignables et permis notamment par l’intégration des énergies renouvelables et des nouvelles technologies mises en place, comme les véhicules électriques qui entrent de plus en plus dans les habitudes de déplacement par exemple.

Bien que les investissements initiaux représentent des montants très élevés, l’amortissement à moyen terme semble désormais acquis, et ce, de par les économies effectuées dans un secteur où les coûts se chiffrent en milliards.

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