Smart Grid, le réseau électrique intelligent

Les Smart Grids sont sur le point d’être popularisés en France et dans de nombreux pays européens. Et le moins que l'on puisse dire, c’est que ceux-ci ne font pas nécessairement l’unanimité. Pourtant, à y regarder de très près, les réseaux intelligents aideraient à mieux concilier l’offre et la demande sur le marché de l’énergie électrique.

Historique de la mise en place des compteurs intelligents

Contrairement à ce qu’on pourrait penser, l’usage de compteurs intelligents n’est pas si nouveau. Dès 1980, des procédés de lecture automatique des compteurs ont été mis en place, et constituaient de fait une étape majeure dans l’émergence des smart grids. Mais c’est dans les années 90 que ce principe s’étend pour la première fois à des millions de consommateurs grâce au projet Telegestore lancé en Italie. Ce projet permit de réunir les données de consommation d’énergie de 27 millions de foyers. Immédiatement, les projets dans ce sens se multiplient et des ingénieurs américains créent les premiers capteurs pour la fourniture d’énergie électrique dans les années 2000. C’est en 2005 que l’expression Smart grids voit le jour, lorsque la Commission européenne de la plateforme technologique met en place une commission du même nom chargée de moderniser les réseaux électriques vétustes.

Aujourd’hui, les investissements dans les smart-grids concernent principalement l’installation des compteurs intelligents par le distributeur électrique. On estime que 8 foyers sur 10 seront probablement équipés de compteurs de ce type en Europe d’ici à l’année 2020. C’est une condition incontournable pour constituer des réseaux intelligents très efficaces. Il est vrai qu’au niveau de chaque pays, les besoins sont très différents. En effet, l’Italie et la Suède sont les seuls pays à proposer des compteurs intelligents à grande échelle. Ceux-ci sont en cours de déploiement en France, alors que 4 États se sont prononcés contre l’usage de ces outils : le Portugal, la Lettonie, la Belgique et la République Tchèque.

Ce que sont et à quoi servent les smart grids

Les smart grids sont des réseaux électriques intelligents employés pour optimiser la fourniture d’énergie électrique. Le réseau se sert de technologies informatiques pour améliorer la production, le stockage et la distribution d'énergie électrique. Elle induit donc un usage de ces outils de la base au sommet de l’architecture de production, et permet à très court terme de minimiser les pertes. Tous les éléments de la chaîne de production et de distribution sont concernés par l’usage des smart grids. Par exemple, les éléments de production (turbines, parcs éoliens, centrales nucléaires), de transport (lignes de haute-tension et pylônes électriques), de distribution et de fourniture (à travers les compteurs intelligents) sont mieux coordonnés en temps réel quand on utilise un réseau intelligent.

Tout ceci est possible parce que les compteurs intelligents collectent les métadonnées sur la consommation électrique à travers l’ensemble du réseau, grâce à des capteurs placés ici et là. Ainsi, les profils, les habitudes des consommateurs et les procédés de thermoréactivité sont constamment mis à jour et permettent aux fournisseurs de proposer une offre d’énergie en adéquation avec les besoins du client.

Pourquoi les smart grids sont-ils nécessaires ?

À l’heure actuelle, les smart grids sont indispensables à l’échelle nationale et locale, et ce pour plusieurs raisons. D’abord, la demande en électricité est de plus en plus importante et inclut des appareils électroniques de toutes sortes (tablettes, pompes à chaleur, voitures électriques, etc.). Ces mutations induisent un usage de l’électricité différent, qui doit être calculé et évalué avec des matériaux plus évolutifs.

De plus, les procédés d’électricité alternative sont appelés à croître. Elles constituent déjà près de 15 à 20% du parc électrique de certains usagers dans de nombreux pays européens. Or, les énergies renouvelables sont par nature plus intermittentes que celles qui sont issues du nucléaire ou du pétrole. Pour les piloter, il faut donc des ressources et des compteurs plus fins et plus intelligents.

Par ailleurs, l’Union Européenne a adopté des directives destinées à s’attaquer aux causes des changements climatiques qui amènent plusieurs pays de l’Union à adopter les smart grids. Par exemple, chaque État doit prendre des mesures pour que 20% de sa consommation énergétique totale provienne exclusivement des énergies renouvelables. Pour appliquer des mesures de ce type, il faut utiliser des technologies de smart grids sur l’ensemble du réseau.

Enfin, ces procédés technologiques sont très économiques et permettent de faire de l’économie d’électricité. Une étude réalisée aux États-Unis indiquait justement qu’en améliorant le réseau électrique de façon à intégrer des smart grids, le département de l’énergie économiserait 46 à 117 milliards de dollars sur 13 ans (c’est-à-dire entre 2010 et 2023). Dans le même temps, les coupures d’énergie provoquent des pertes évaluées à 80 milliards de dollars pour chaque fournisseur d'électricité renouvelable. Il faut donc prendre très au sérieux les atouts induits par l’installation de compteurs intelligents et la multiplication de réseaux de smart grids, tant en Europe que dans d’autres parties du monde.

Quels sont les avantages des smart-grids ?

Les smart grids sont particulièrement précieux pour le consommateur. En effet, ce dernier deviendra progressivement un acteur de la production d’énergie électrique au même titre que le fournisseur d’électricité. À moyen terme, il est prévu que l’énergie produite par les parcs éoliens de particuliers soient injectés dans le circuit énergétique de leur maison et serve à recharger les batteries de voitures électriques. Qui plus est, les compteurs intelligents permettent de connaître exactement la consommation d’un usager. Les fournisseurs d’énergie peuvent donc proposer des factures de forfait d’électricité plus exactes.

C’est d’autant plus important qu’actuellement, il arrive que les clients utilisant les procédés de distribution d’énergie classique paient le même prix d’électricité, quelle que soit la période de l’année. Or, la demande et l’utilisation baissent durant certaines périodes de l’année. C’est grâce aux compteurs intelligents qu’on peut déterminer les pics de consommation et les périodes mortes, afin d’adapter son offre et payer exactement le juste prix.

Un dernier avantage non négligeable : les nouvelles technologies permettent de détecter plus rapidement les pannes sur le réseau. De fait, même les opérations de maintenance s’opèrent parfois à distance. Avec un peu de formation, les clients sont capables de réaliser même de petites réparations qui ne présentent pas de risques pour leur santé.

Que réserve l’avenir ?

Pour que les réseaux intelligents soient plus présents dans les foyers, chaque pays européen doit faire sa part et booster la mise en place de ceux-ci. En France, le déploiement se poursuit tant bien que mal depuis que le plan Smart Grids a été validé par l’Élysée le 7 mai 2014. Une association professionnelle Smart grids France a même vu le jour, et se propose de créer 25 000 emplois directs en France d’ici à 2020.

Plusieurs projets de mise en place de réseaux intelligents sont en cours de déploiement sur le marché d’électricité de France. Le premier projet qui englobe l’ensemble d’un quartier résidentiel est connu sous le nom d’IssyGrid. Ce projet vise à tester l’optimisation des consommations et des productions d’énergie des quartiers Fort Issy et Seine Ouest, dans la ville d’Issy-les-Moulineaux. Le projet est pleinement opérationnel depuis 2013 et concerne 5000 habitants, 160 000 m² de bureaux, 10 000 employés, 2000 logements situés dans ces deux quartiers, ainsi que le distributeur électricité France.

Un autre projet similaire lancé entre 2011 et 2015 est le Nicegrid. Ce projet visait à tester l’intégration de l’énergie électrique produite par les panneaux photovoltaïques dans le réseau du fournisseur d’électricité des quartiers résidentiels de Nice. Le projet financé à hauteur de 30 millions d’euros a été reconduit pour une année et concernait plus de 2500 foyers et entreprises équipés de compteurs intelligents.

À l’échelle européenne, la Commission a lancé le programme sur les smart grids en 2005, avec l’ambition de réunir les acteurs de la recherche et de l’industrie pour les inciter à encourager les populations et les acteurs de la filière à accélérer l’installation des compteurs intelligents. Pour l’instant, tous les États ne sont pas engagés dans ce processus, et n’ont pas tous fixé des tarifs réglementés d’électricité.