Les smart grids, des réseaux intelligents pour optimiser demande et production d’électricité
Un smart grid a pour principal objectif de pouvoir adapter en permanence, et de façon automatique, la production d’électricité à la demande. Littéralement, ce terme se traduit depuis l’anglais par réseau intelligent. S’il ne concerne pas uniquement l’électricité, nous allons nous intéresser dans cet article à cette spécificité.
La demande d’électricité des consommateurs, qu’ils soient particuliers ou professionnels, n’est pas linéaire dans le temps. Elle dépend de plusieurs facteurs : ainsi, au sein même d’une journée, la consommation varie énormément en fonction des heures.
À plus long terme, d’importantes disparités existent également : nous consommons davantage d’électricité en hiver qu’en été, car les besoins de chauffage ne sont pas les mêmes. Ainsi, si on s’intéresse à l’année 2020 (1), le record de consommation date du 22 janvier, avec une pointe à 83,2 GW. À l’opposé, le minima enregistré cette année-là a eu lieu le 9 juillet, avec une consommation de 54,9 GW, soit environ 30% de moins.
La mise en place et le déploiement des smart grids s’accompagne de certaines interrogations : comment cela est-il possible d’un point de vue technique ? Concrètement, comment le smart grid s’intègre-t-il dans la vie des particuliers ? Nous allons faire le tour de la question pour que ces réseaux intelligents n’aient plus aucun secret pour vous !
Smart grid (réseau intelligent en français) et smart city
Les smart grids ne constituent pas une initiative isolée. Au contraire, ils font partie intégrante d’un concept appelé smart city, ou ville intelligente.
L’objectif d’une smart city est d’avoir recours aux nouvelles technologies de l’information et de la communication (NTIC) pour améliorer l’ensemble de ses services et optimiser les coûts associés.
Les smart grids ont donc été conçus grâce aux NTIC et ils constituent le futur (et déjà le présent) des réseaux électriques. Nous l’avons dit, ils reposent sur le principe de synchroniser en temps réel la production et la distribution d’électricité avec la consommation réelle des habitants de la smart city.
Dans ce système, les données ne circulent pas uniquement à sens unique : la transmission s’accomplit dans les deux sens de façon dynamique. De manière concrète, les chiffres de consommation des particuliers sont transmis au réseau de distribution qui, à son tour, leur communique des informations.
Smart grid : Informations, fiabilité et sécurité
Il est important de comprendre qu’un smart grid collecte des informations à tous les niveaux du processus, qu’il s’agisse de la production, la distribution ou encore la consommation d’électricité. À titre d’exemple, nous savons que la production d’énergie renouvelable est soumise à d’importantes variations, que l’être humain ne peut pas maîtriser car elle est soumise à certaines conditions météorologiques. Ainsi, disposer de données sur la production d’énergie éolienne permet d’optimiser la distribution, d’une part, mais également de disposer de suffisamment de data pour pouvoir se projeter sur les conditions de production futures.
En ce qui concerne la distribution, un smart grid s’avère également primordial, car il agit en faveur de la sécurité et la fiabilité du réseau. En effet, grâce aux capteurs disséminés, une panne ou une simple déficience est détectée de façon instantanée, ce qui permet une réaction plus rapide pour identifier le problème et trouver la solution appropriée.
Les défis auxquels répondent les réseaux intelligents
Grâce à leurs spécificités, les smart grids sont en mesure d’apporter des réponses aux grands enjeux du moment :
- Ils peuvent agir en faveur de la mobilité électrique. Il faut absolument à ce titre développer le pilotage des recharges des véhicules électriques. Grâce à cela, il est possible de ne pas forcément solliciter le réseau aux heures de pointe, ce qui pourrait entraîner des problèmes de surcharge.
- Ils doivent permettre de mieux consommer de l’électricité. Les objets connectés, dans le domaine de la domotique, donnent la possibilité de rationaliser à distance la consommation des particuliers.
- Ils facilitent l’apport dans le réseau des énergies renouvelables intermittentes.
- L’exploitation du réseau, grâce aux nombreuses données recueillies, est optimisée en fonction du contexte. Pour le consommateur, cela signifie une qualité de service supérieure.
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Les micro smart grids, un cas à part
Les smart grids agissent sur un environnement d’envergure, en l’occurrence une ville dans son ensemble. Les micro grids, comme leur nom le laisse supposer, s’appliquent à une zone beaucoup plus limitée.
Ceci permet d’assurer un approvisionnement dans un secteur qui est sujet à des défaillances et à des pannes. D’un point de vue technique, le micro grid est isolé du réseau de distribution principal : il fonctionne en îlot et il y est raccordé. À l’heure actuelle, les micro grids se développent de façon lente mais progressive, car leur mise en place est un authentique défi technique.
Smart grids et Enedis
En France, dans 95% des cas, la gestion du réseau d’électricité est le rôle d’Enedis (quand ce n’est pas le cas, c’est à une ELD – Entreprise locale de distribution – qu’échoie cette fonction). Cette entreprise de service public gère l’exploitation, la modernisation et les pannes susceptibles d’intervenir. Elle est donc particulièrement concernée par les smart grids :
- Grâce à des capteurs placés tout au long du réseau électrique, des immenses quantités de données sont collectées.
- L’ensemble du réseau, et notamment les flux d’énergie entrants et sortants, est analysé en temps réel.
- Le gestionnaire de réseau est capable de localiser et d’identifier un souci, pour rectifier le tir rapidement à distance.
- Les données recueillies permettent de réaliser des projections sur les productions locales d’énergies renouvelables.
- De nouveaux services sont mis en place pour maîtriser et optimiser la production et la consommation d’électricité.
Les smart grids accompagnent la transition énergétique
Le paysage énergétique français, tel qu’il avait été conçu au lendemain de la seconde Guerre Mondiale, se transforme peu à peu. Les facteurs qui ont impulsé cette nouvelle ère sont l’ouverture du marché de l’électricité (effectif pour les particuliers depuis le 1er juillet 2007), l’entrée du numérique dans les usages et la transition énergétique.
Auparavant, le réseau d’électricité était centralisé et unidirectionnel, dans le sens où tout allait de la production vers le consommateur. Aujourd’hui, on peut parler d’une gestion répartie et bidirectionnelle.
L’autre élément à prendre en compte est constitué par l’obligation de la France de se conforter aux directives européennes en ce qui concerne la sobriété énergétique, la part croissante des énergies renouvelables dans le mix énergétique et la décarbonisation. Ainsi, d’ici 2030, il faudra :
- Qu’il y ait 32% d’énergies renouvelables dans la consommation de l’Union Européenne.
- Baisser de 40% les émissions de gaz à effet de serre par rapport au niveau constaté en 1990.
- Faire progresser de 32,5% au minimum l’efficacité énergétique.
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Je fais une estimationUn pilotage du réseau devenu indispensable
Cette politique ambitieuse, associée à des objectifs élevés, a naturellement des conséquences quant à la gestion de notre réseau d’électricité, que ce soit au niveau de sa conception ou de son pilotage. De plus, au-delà de la nécessité d’avoir de plus en plus recours aux énergies vertes ou de faire des efforts vis-à-vis de la sobriété énergétique, il faut également composer avec de nouveaux usages, comme les véhicules électriques ou l’autoconsommation… sans parler du fait que le recours à la climatisation ou au chauffage électrique est en forte expansion.
Tous ces éléments rendent indispensables le pilotage du réseau d’électricité, car :
- Nous l’avons dit, la demande est soumise à de très fortes variations en fonction des saisons ou même des créneaux horaires durant une journée.
- La production d’électricité est de plus en plus dépendante des énergies renouvelables dont la production, par définition, est soumise à certains aléas.
- La production est désormais décentralisée au travers des différents sites de production. Il faut donc injecter de l’énergie sur un réseau qui, au départ, devait simplement la transporter à partir d’un point précis et non la collecter.
Le compteur Linky, exemple de l'efficacité des smart grids
Pour un particulier, l’apparition des smart grids se matérialise essentiellement à son domicile, avec l’utilisation d’objets intelligents et connectés. Le compteur Linky, qui a commencé à s’implanter à grande échelle en 2016, est désormais présent dans plus de 36 millions de foyers en France (2). Le compteur Gazpar, quant à lui, est dévolu au réseau de gaz.
De manière schématique, il existe une liaison entre les capteurs installés au domicile des particuliers, qui permettent la collecte des données, et un concentrateur, installé non loin de là. Par l’intermédiaire d’un réseau de téléphonie, toutes les données, après avoir été codées au format numérique, sont transmises au gestionnaire de réseau, le plus souvent Enedis.
Pour celui qui occupe le logement, le fait d’avoir désormais un compteur intelligent et communicant est bénéfique à plus d’un titre. Avant toute chose, le Linky est pratique, dans la mesure où les relevés se font de façon automatique : il n’y a plus besoin de les transmettre ou de se rendre disponible le jour de la venue d’un technicien. Les chiffres de la consommation sont automatiquement transmis au gestionnaire de réseau puis au fournisseur d’électricité choisi par le particulier.
Dans le même ordre d’idée, la mise en service de ce type de compteur se fait à distance, ce qui induit un délai d’attente plus réduit, qui passe de cinq à un seul jour ouvré.
Pour le particulier, une consommation mieux maîtrisée
Mais au-delà de cet aspect purement pratique, le grand avantage du Linky est qu’il permet au particulier de contrôler beaucoup plus facilement sa consommation, et donc de la maîtriser. Cela peut se faire via son espace client sur le site internet d’Enedis ou par l’intermédiaire d’une application dédiée sur son smartphone.
Voici notamment ce qu’il est possible de faire :
- Être certain que la puissance de compteur souscrite est la bonne. En analysant son suivi de consommation, le client peut connaître la puissance maximale atteinte quotidiennement. Il peut ainsi le cas échéant réduire sa puissance de compteur si elle est manifestement trop élevée, ce qui permet de réaliser des économies. Dans le cas contraire, il peut augmenter sa puissance de compteur pour éviter que l’installation ne disjoncte en raison de surcharges.
- En ayant un libre accès à tout type de graphique, le particulier peut suivre l’évolution de sa consommation, selon diverses échelles de temps (quotidienne, mensuelle, trimestrielle, annuelle…). Il est ainsi aisé de déterminer quels éléments sont les plus énergivores dans le logement et de modifier certaines habitudes de consommation pour faire chuter le nombre de kWh utilisés, et donc les factures.
- En consultant sa consommation quotidienne, heure par heure, le client peut choisir l’option tarifaire qui lui correspond le mieux, entre tarif de base et heures pleines / heures creuses. Dans le cas où il a choisi cette dernière possibilité, il peut également optimiser sa consommation au moment où le tarif est le moins cher.
- Enfin, certains outils permettent de comparer sa propre consommation avec celle de foyers a priori similaires. Des écarts significatifs peuvent ainsi amener le client à rectifier le tir, par exemple en réalisant des travaux de rénovation énergétique ou en changeant des appareils électroménagers vétustes et trop gourmands en électricité.
Grâce à toute cette panoplie de solutions, les clients ont toutes les cartes en mains pour réduire leur consommation. En choisissant parallèlement le bon fournisseur, on estime que l’économie réalisée peut être d’au moins 30%.
Les smart grids et la CRE
Depuis sa création en 2000, la Commission de régulation de l’énergie assure le bon fonctionnement des marchés de l’énergie en France, dont celui de l’électricité. Elle est donc particulièrement impliquée dans le développement des smart grids. À ce titre, elle veille notamment à ce que l’implantation de ces réseaux se fasse au bénéfice des consommateurs et en respectant les solidarités territoriales.
Dès 2014, la CRE a formulé des recommandations qui ont abouti au déploiement des smart grids. En 2011, la Commission a créé un site internet collaboratif entièrement dévolu aux smart grids, qui constitue aujourd’hui une mine d’informations en la matière, qui permet aux consommateurs de mieux appréhender et comprendre ces réseaux. Le site donne également la parole aux différents acteurs des smart grids et analyse les différentes expérimentations menées sur le sol français.
Questions fréquemment posées
Qu'est-ce qu'un smart grid et quel est son intérêt ?
Les smart grids reposent sur le principe de synchroniser en temps réel la production et la distribution d’électricité avec la consommation réelle des particuliers.
Dans ce système, les données ne circulent pas uniquement à sens unique : la transmission s’accomplit dans les deux sens de façon dynamique. De manière concrète, les chiffres de consommation des particuliers sont transmis au réseau de distribution qui, à son tour, leur communique des informations.
Qu'est-ce qu'une ville smart grid ?
Les smart grids ne constituent pas une initiative isolée. Au contraire, ils font partie intégrante d’un concept appelé smart city, ou ville intelligente. L’objectif d’une smart city est d’avoir recours aux nouvelles technologies de l’information et de la communication (NTIC) pour améliorer l’ensemble de ses services et optimiser les coûts associés. Avoir recours aux réseaux intelligents fait naturellement partie du pré-requis pour une smart city.
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Je fais une estimationComment marche ou fonctionne le smart grid ?
Un smart grid collecte des informations à tous les niveaux du processus, qu’il s’agisse de la production, la distribution ou encore la consommation d’électricité. Ainsi, disposer par exemple de données sur la production d’énergie éolienne permet d’optimiser la distribution, d’une part, mais également de disposer de suffisamment de data pour pouvoir se projeter sur les conditions de production futures.
En ce qui concerne la distribution, un smart grid s’avère également primordial, car il agit en faveur de la sécurité et la fiabilité du réseau. En effet, grâce aux capteurs disséminés, une panne ou une simple déficience est détectée de façon instantanée, ce qui permet une réaction plus rapide pour identifier le problème et trouver la solution appropriée.
Pourquoi utiliser un smart grid ?
Pour un particulier, l’apparition des réseaux intelligents se matérialise essentiellement à son domicile, avec l’utilisation d’objets intelligents et connectés. Le compteur intelligent et communicant Linky en est l’illustration parfaite.
Au-delà de son aspect pratique (le relevé du compteur n’est plus nécessaire), il permet au particulier de contrôler beaucoup plus facilement sa consommation, et donc de la maîtriser. Cela peut se faire via son espace client sur le site internet d’Enedis ou par l’intermédiaire d’une application dédiée sur son smartphone.
Comment traduire smart grid ?
Un smart grid, littéralement, se traduit depuis l’anglais par réseau intelligent. L’objectif de la distribution électrique intelligente est de pouvoir adapter en permanence, et de façon automatique, la production à la demande.
Sources
(1) https://bilan-electrique-2020.rte-france.com/consommation-sensibilite-a-la-temperature-et-aux-usages
(2) https://actu.fr/societe/compteurs-linky-les-francais-qui-refusent-l-installation-devront-payer-des-janvier-2023_55961368.html
