Les smart grids, l’avenir de la distribution d’énergie ?
Les smart grids bénéficient-ils d’un effet de mode ? Sont-ils réellement utiles ? Si oui, quels bénéfices en attendre ?
La place prise par les smart grids depuis une décennie dans le secteur de l’énergie a de quoi interroger. Difficile de trouver un article sur l’énergie qui n’y fait pas allusion ou un cycle de conférence qui n’aborde pas le sujet.
D’où viennent-ils ? que sont-ils ?
Le concept de smart grid est apparu il y a une vingtaine d’années aux Etats-Unis où le réseau de distribution électrique vieillissant requérait une surveillance continue pour assurer une bonne continuité de service. Dix ans plus tard, le concept a traversé l’Atlantique. Un smart grid est un réseau de distribution (électrique par exemple) intelligent c’est à dire capable de fournir des données et, dans certains cas, de traiter lui-même ces données pour réagir automatiquement. Par exemple, c’est un réseau capable de mesurer sa propre charge et en cas de surcharge de délester certains équipements pour éviter un black-out, au moins partiel. Un smart grid est donc plus qu’un réseau communicant seulement capable de fournir des données et on peut imaginer qu’il soit applicable un jour à toute sorte de réseaux énergétiques (électriques, de gaz, d’eau, de chaleur et de froid).
Comment un réseau devient-il intelligent ?
Tout d’abord, par le déploiement de capteurs capables de saisir les informations souhaitées : consommation d’énergie, températures diverses, débit, charge, pression etc. Certains de ces capteurs sont des équipements nouveaux, utilisés depuis peu dans le monde de l’énergie : des capteurs de vitesse de vent pour suivre la production des éoliennes, mais également et plus prosaïquement, des compteurs d’eau ou de gaz désormais capables de fournir des données précises de consommation en temps réel. L’intelligence des réseaux s’affine lorsque sont développés et déployés des automatismes permettant de traiter les données et d’agir en conséquence selon plusieurs niveaux d’automatisation.
Prenons l’exemple d’un réseau électrique : il est fonctionnel à condition que la production d’électricité corresponde à chaque instant à la consommation totale des industries, des ménages, des commerces et des transports qu’il alimente. Les gestionnaires de réseaux électriques dimensionnent donc le niveau de production électrique d’un jour sur l’autre en se basant sur des prévisions météorologiques, chronologiques (jour de la semaine etc.). Parallèlement, ils s’appuient sur des mécanismes permettant de solliciter ou de « débrancher » très rapidement (quelques secondes) des unités de production en cas de pic ou de baisse de la demande. La nécessité d’atteindre un équilibre toujours meilleur conduit les énergéticiens à mesurer en temps réel la consommation pour réagir toujours plus vite et de manière toujours plus pertinente.
Les réseaux intelligents n’ont donc rien de révolutionnaire. On peut davantage les assimiler à une évolution progressive des réseaux existants. Les réseaux ne sont pas devenus intelligents en un jour. Des capteurs ont progressivement été déployés, des capacités de traitement d’une masse de plus en plus importante de données ont été mises développées et appliquées aux réseaux.
La situation se complique
Mais dernièrement, le développement des énergies renouvelables complexifie la situation. En effet, si la production attendue d’une centrale au gaz ou d’un barrage est connue, celle d’un panneau solaire est entièrement tributaire du passage d’un nuage, celle d’une éolienne des caprices du vent. Il devient donc indispensable de pouvoir mesurer production et consommation en temps réel pour développer les automatismes d’équilibrage de réseau appropriés, mais également de pouvoir stocker. Stocker signifie en effet avoir la possibilité de décider quand il est pertinent (pour des raisons techniques ou économiques) d’acheter davantage ou d’acheter moins, de consommer sa propre production ou au contraire de la réserver. Ces arbitrages ne peuvent être réalisés que sur la base d’informations reçues et traitées en continu.
Et le consommateur ?
Dans certains cas, les bénéfices des smart grids pour les consommateurs sont évidents : un compteur mesurant très régulièrement la consommation d’eau d’un foyer l’alertera en temps réel de possibles fuites.
Mais ces bénéfices sont malheureusement tempérés par des inconvénients ayant trait à la protection de la vie privée, la prise d’information régulière pouvant en effet parfois être perçue comme une intrusion dans l’intimité des ménages. Ces inconvénients sont-ils suffisants pour ralentir le déploiement de l’intelligence au sein des réseaux énergétiques ? Certainement pas. Durablement installée dans les réseaux, l’intelligence est désormais indispensable pour en assurer le fonctionnement. L’en bannir signifierait renoncer au développement des énergies intermittentes, ce qui est inconcevable.
Quel avenir pour l’intelligence des réseaux ?
Cette intelligence des réseaux est même amenée à évoluer. Auparavant gérés de manière indépendante, les réseaux de gaz, d’électricité, d’eau etc. sont désormais de plus en plus interdépendants. Des technologies émergentes telles que la trigénération combinant production de chaleur et d’électricité ou le stockage d’électricité sous forme de gaz (« power to gas ») permettent cette interdépendance et illustrent un processus d’optimisation qui doit pouvoir s’étendre à l’ensemble des systèmes de production, de consommation, de distribution et de stockage, à l’électricité, au gaz et aux réseaux de chaleur et de froid.
Cette optimisation prend tout son sens au niveau local d’une ville ou d’un grand quartier : poussant plus loin une réalité née des Smart grids, elle est le véritable avenir des systèmes énergétiques.
