Dossier : Les réseaux électriques

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Décryptages

Les smart grids, le transport intelligent

Dans les pays en développement, les besoins en électricité augmentent régulièrement. Les smart grids, ou réseaux intelligents, se développent pour résoudre la difficile équation de l’équilibre entre l’offre et la demande. Et préfigurent les villes de demain, les smart cities.

La recherche sur les smart grids : au laboratoire des Renardières, en région parisienne, des ingénieurs travaillent sur l'intégration des productions éoliennes et photovoltaïques sur les réseaux. ©EDF / BEAUCARDET WILLIAM

Eléments clés des villes du futur, les smart gridsLes smart grids, ou réseaux électriques intelligents, s'appuient sur les nouvelles technologies de la communication et de l'information... sont des réseaux intelligents de transport d'électricité, optimisés par des systèmes d'informations numériques. Le modèle vient du grid (grille) utilisé par les industriels de l'informatique pour le calcul partagé entre ordinateurs distants.

Des réseaux pour optimiser la consommation

Dans les pays développés, des nouveaux usages – très consommateurs en électricité – associés à l’émergence d’objectifs environnementaux nous obligent à repenser la gestion de l’énergie électrique, notamment la gestion de l’offre et de la demande.

Les smart grids permettent d'optimiser le recours aux énergies renouvelablesOn appelle énergie renouvelable une source d'énergie dont le renouvellement naturel est immédiat ou très rapide... en rapprochant offre et demande d'énergie, et en limitant les besoins de stockage ou d'effacement. Ces solutions peuvent associer par exemple les panneaux solaires et les bornes de rechargement de véhicules électriques, et font la part belle à l'autoconsommation de l'énergie produite (par des éoliennes domestiques ou des panneaux photovoltaïquesUn panneau solaire photovoltaïque, ou module photovoltaïque, est un assemblage de cellules photovoltaïques reliées entre elles...). Grâce aux compteurs intelligents, la distribution d'électricité est fluidifiée, les pics de consommation et les périodes de creux sont lissés.

Issy-les-Moulineaux a lancé en avril 2012 le premier réseau intelligent français à l'échelle d'un quartier.

Comment fonctionnent les smart grids ?

La consommation électrique varie en fonction des saisons (canicule, vague de froid…) et des moments de la journée (le soir, entre lumière, cuisine, chauffage, appareils électroménagers, les besoins augmentent d’un coup…). La production d’énergie et son acheminement dans le réseau doivent s’adapter pour répondre à la demande à tout moment de la journée et quelle que soit la source d’énergie utilisée.

En outre, l’arrivée des énergies renouvelables, de plus en plus intégrées au mix énergétiqueLe mix énergétique, ou « bouquet énergétique », décrit la répartition des différentes sources d’énergies utilisées pour la consommation énergétique d’un territoire... , oblige les réseaux électriques à faire face à de nouvelles problématiques :

  • l’intermittence des énergies renouvelables : il s’agit de fournir de l’électricité lorsqu’il n’y a pas de soleil ou que le vent retombe ;
  • la dispersion des sources d’énergie : aujourd’hui centralisée, la production d’électricité est de plus en plus distribuée, entre centrales, éoliennes, panneaux solaires, barrages… 

Les réseaux électriques, traditionnellement monodirectionnels (du producteur vers les consommateurs) doivent s’adapter à cette nouvelle donne, et intégrer les énergies renouvelables, l’augmentation des consommations électriques et la gestion des pics de consommation. Les smart grids reçoivent et distribuent des informations sur la production et la consommation de l’électricité en temps réel. Avec leur déploiement le réseau devient multidirectionnel : il analyse les données issues des sites de production (centrales nucléaires, au gaz, éoliennes, panneaux solaires des particuliers…), mais aussi en provenance des compteurs communicants des consommateurs. Les gestionnaires peuvent ainsi gérer, en temps réel, l’offre et la demande1.

Autre avantage : en recueillant des données à l’échelle d’une habitation ou d’un quartier, les smart grids facilitent un comportement réactif du consommateur : par exemple, celui-ci pourra décider de limiter sa consommation lors des pics. Voir aussi le dossier « Énergie et digital ».

Vers des villes intelligentes

L'optimisation des consommations d'énergie réalisable à l'échelle d'un logement grâce à la domotiqueLa domotique représente l'ensemble des procédés d'automatisation et de programmation applicables aux domiciles... peut s'imaginer à l'échelle d'un quartier, d'une ville, voire d'une région, d'un pays ou d'un continent.

La ville d'Issy-les-Moulineaux (Hauts-de-Seine) est pionnière : elle a lancé en avril 2012 le premier réseau intelligent français à l'échelle d'un quartier, celui de Seine Ouest (qui compte 10 000 personnes sur un périmètre de 160 000 m²). À l'aide de l'ensemble des box internet des habitants, le système, baptisé IssyGrid, recueille des informations sur les consommations et les analyse. Il est ensuite en mesure de proposer aux usagers des actions de réduction des consommations. Le système a vocation à s'étendre aux quartiers voisins. Son exemple intéresse la Chine : en 2014, le Professeur Xiong Zhang, responsable scientifique du projet national « Smart Cities » du gouvernement chinois, a visité l’éco quartier avant de participer à un séminaire de travail autour des bonnes pratiques en matière de smart city.2 De nombreuses smart cities sont à l’étude dans le monde ou en projet dans le monde. Le Parlement européen a publié, en janvier 2014, une étude recensant toutes les smart cities européennes.3

La ville de demain sera intelligente. Elle ne se limitera pas à la seule gestion de ses besoins électriques : elle y inclura toutes les formes d’énergie, mais aussi la gestion des flux humains (transport), des flux d’information, de développer des infrastructures communicantes au service de l’amélioration du confort et de la qualité de vie de ses concitoyens, dans le respect de l’environnement. Voir le dossier « Les villes du futur ».

 

Sources :

(1) Voir le site smart grids de la CRE

(2) Voir « Les clés de demain »

(3) Voir l’étude (en anglais uniquement)