Les « Smart grids »

Comme introduction pour cette thématique, nous proposons le texte diffusé sur le site internet connaissancedesenergies.org l

Définition et catégories

Les réseaux intelligents ou « smart grids » sont des réseaux d’électricité qui, grâce à des technologies informatiques, ajustent les flux d’électricité entre fournisseurs et consommateurs. En collectant des informations sur l’état du réseau, les smart grids contribuent à une adéquation entre production, distribution et consommation.

Il est nécessaire de différencier smart grid et compteur communicant (ou « smart meter »), qui renseigne le consommateur sur sa demande en électricité. « Smart grids » est une appellation générale pour l’ensemble des technologies et des infrastructures « intelligentes » installées. Chez le particulier, le compteur communicant est une première étape dans la mise en place des smart grids.

Au sens large, un réseau intelligent associe l’infrastructure électrique aux technologies numériques qui analysent et transmettent l’information reçue. Ces technologies sont utilisées à tous les niveaux du réseau : production, transport, distribution et consommation.

Fonctionnement

Au sens large, un réseau intelligent associe l’infrastructure électrique aux technologies numériques qui analysent et transmettent l’information reçue. Ces technologies sont utilisées à tous les niveaux du réseau : production, transport, distribution et consommation.

  • Un contrôle des flux en temps réel : des capteurs installés sur l’ensemble du réseau indiquent instantanément les flux électriques et les niveaux de consommation. Les opérateurs du réseau peuvent alors réorienter les flux énergétiques en fonction de la demande et envoyer des signaux de prix aux particuliers pour adapter leur consommation (volontairement ou automatiquement).
  • L’interopérabilité des réseaux : l’ensemble du réseau électrique comprend le réseau de transport et le réseau de distribution. Le premier relie les sites de production d’électricité aux zones de consommation : ce sont les grands axes qui quadrillent le territoire. Le réseau de distribution s’apparente aux axes secondaires. Il achemine l’électricité jusqu’aux consommateurs finaux. Par l’échange instantané d’informations, les smart grids favorise une interopérabilité entre les gestionnaires du réseau de transport et ceux du réseau de distribution.
  • L’intégration des énergies renouvelables au réseau : les réseaux intelligents reposent sur un système d’information qui permet de prévoir à court et à long terme le niveau de production et de consommation. Les énergies renouvelables qui fonctionnent souvent par intermittence et de façon peu prévisible (ex : l’éolien) peuvent ainsi être mieux gérées.
  • Une gestion plus responsable des consommations individuelle : les compteurs communicants (ou compteurs évolués, « Linky » pour l’électricité) sont les premières versions d’application du réseau intelligent. Installés chez les consommateurs, ils fournissent des informations sur les prix, les heures de pointe de consommation, la qualité et le niveau de consommation d’électricité du foyer. Les consommateurs peuvent alors réguler eux-mêmes leur consommation au cours de la journée. De leur côté, les opérateurs du réseau peuvent détecter plus vite les pannes.
Enjeux par rapport à l’énergie

À l’heure actuelle, les réseaux électriques doivent faire face à de nouveaux besoins en énergie, avec notamment le développement de la climatisation, des appareils électroniques ou du chauffage électrique. Cette hausse devrait être amplifiée par de nouveaux usages tels que la voiture électrique ou les pompes à chaleur. Les smart grids visent à apporter une réponse à ces contraintes.

Des avantages économiques et environnementaux

Les smart grids améliorent la sécurité des réseaux électriques. En équilibrant l’offre et la demande, ils évitent le suréquipement des moyens de production et permettent une utilisation plus adaptée des moyens de stockage de l’électricité, disponibles de manière limitée.
Les réseaux intelligents augmentent aussi l’efficacité énergétique globale : ils réduisent les pics de consommation, ce qui atténue les risques de panne généralisée.
Enfin, ils limitent l’impact environnemental de la production d’électricité en réduisant les pertes et en intégrant mieux les énergies renouvelables.

Les limites dans la mise en œuvre

Cependant, le coût des investissements reste élevé. En effet, les smarts grids doivent être implantés sur l’ensemble du réseau et impliquer tous les acteurs pour être efficaces. L’autre obstacle est la diversité des acteurs, car ils doivent mettre au point des systèmes communicants variés avec des logiques convergentes. De plus, les données recueillies sont complexes à gérer et à stocker, compte tenu de l’importante quantité d’informations à traiter.
Enfin, les informations sur les horaires ou les activités des consommateurs et des producteurs sont confidentielles. Des normes sur la protection des données doivent être appliquées.

Acteurs majeurs
  • Le développement des réseaux intelligents nécessite le concours de nombreux acteurs.
  • Les consommateurs, en régulant eux-mêmes leur consommation d’électricité, participent à l’efficacité du système.
  • Les producteurs d’électricité comme ENEL ou EDF alimentent les réseaux de transport d’électricité et doivent être capables de répondre en temps réel à la demande. Le développement des smart grids permet également aux producteurs décentralisés de petites capacités (ex : les éoliennes ou les panneaux photovoltaïques appartenant à des particuliers) d’être raccordés.
  • Les gestionnaires des réseaux de transport (RTE en France) et de distribution (ERDF en France) ainsi que les constructeurs de matériel électrique gèrent et installent les équipements de mesure assurant la sécurité et le fonctionnement des réseaux. Ils sont les acteurs techniques majeurs du développement des smart grids.
  • Les gestionnaires de processeurs et de systèmes informatiques comme InfoVista, Intel, Google ou Cisco System, développent les technologies d’information indispensables au fonctionnement des réseaux intelligents.
  • Les pouvoirs publics soutiennent et encadrent le développement des réseaux intelligents notamment par la définition de normes de communication et la protection des systèmes contre les intrusions ou détournements.
Futur

À long terme, le développement des smart grids devrait s’étendre à l’ensemble des réseaux interconnectés. Toutefois, l’implantation des réseaux intelligents dépend de l’efficacité des dispositifs techniques et de l’implication des parties prenantes.

Parmi elles, les consommateurs auront un rôle clé. En effet, l’équilibre du système électrique sera davantage géré par l’utilisateur final. Une sensibilisation du public sur les enjeux du système sera alors nécessaire pour en comprendre l’utilité. Cela exigera aussi un accès aisé aux informations via des interfaces multiples et simples (smartphones, ordinateurs, etc.).

Au niveau politique, la Plateforme Technologique de l’Union européenne finance le développement des réseaux intelligents.