Les réseaux électriques intelligents et le stockage de l’énergie, une évolution nécessaire, soulignait Ségolène Royal dans sa contribution "Pour la croissance verte et la social-écologie"

Dans sa contribution à la convention du Parti socialiste sur le nouveau modèle de développement« Pour la croissance verte et la social-écologie », Ségolène Royal citait, parmi les « filières vertes d’excellence » à développer, les « réseaux intelligents » électriques et le « stockage de l’énergie » :

« Réseaux intelligents et stockage de l'énergie

L’enjeu est d’améliorer la qualité de la production régionale d’énergie renouvelable et celle du réseau électrique régional, notamment en réponse aux besoins créés par le développement des véhicules électriques.

Dans l’optique d’un développement massif des énergies renouvelables, incontournable pour atteindre les objectifs fixés par l’Union Européenne, il importe en effet d’anticiper afin de réduire les perturbations du réseau électrique liées à la production d’énergie renouvelable de manière intermittente (photovoltaïque, éolien, …). »

En effet, on assiste à une quadruple évolution :

-d’une part, notre modèle de développement encourage la consommation électrique. Nos téléphones portables, nos ordinateurs, nos téléviseurs consomment de l’électricité. Chaque nouveau gadget est électrique : l’iPhone, l’iPad, la dernière console de jeux et de loisir à la mode (Wii et autres). Certains équipements tendent à basculer ou ont basculé vers le tout-électrique : les TER, les TGV, les voitures individuelles, les petits véhicules utilitaires, et peut-être demain les motos, les camions. Même là où l’erreur du tout-électrique a été détectée, l’habitude de l’électrique reste coriace : en 2008, les trois quarts des logements construits étaient encore équipés de chauffage électrique ;

-d’autre part, la consommation électrique d’un appareil fabriqué il y a quelques années a certes tendance à être inférieure pour un appareil de même type fabriqué aujourd’hui, mais dans le même temps, les nouveaux besoins créent de nouvelles consommations (équipement en ordinateurs de ménages français par exemple) et la population française croît, entraînant mécaniquement une hausse de la consommation électrique française globale. Celle-ci est passée de 450 TWh en 2001 à 495 TWh en 2008, soit une hausse de 10%, ramenée à 8% en 2009 du fait de la crise ;

Source : Réseau de Transport d'Electricité (RTE)

-dans le même temps, la production d’électricité baisse (-5,5% en 2009), car le parc nucléaire ne croît plus depuis 1999 (production électrique d’origine nucléaire en baisse de 6,8% en 2009, EPR de Flamanville en construction et EPR de Penly en projet), et la production hydroélectrique chute (-9,2% en 2009). Ces deux baisses (-34,5 TWh) ne sont pas compensées par la production d’électricité éolienne (+5,6 TWh), malgré une hausse de 40% ;

Source : RTE

-enfin, la part qui est appelée à croître de l’électricité renouvelable risque de se traduire par une production de plus en plus « heurtée » : les sources d’énergie renouvelable solaire (jour/nuit) et éolienne (vent fort/peu ou pas de vent) produisent une électricité de puissance non constante, qui doit pouvoir être compensée en temps réel par la production nucléaire ou thermique classique, ou bien stockée puis réinjectée, ce que les techniques actuelles ne permettent pas.

Cette triple évolution entraîne une baisse nette des exportations d’électricité depuis 2006, ainsi qu’une difficulté à faire face aux pics de consommation journaliers de plus en plus importants : de moins de 80 MW en 2001, on est passés à 89 MW fin 2007, et 92,4 MW le 7 janvier 2009, en hausse constante.

Source : RTE

Face à cette problématique, les réseaux électriques intelligents et le stockage de l’énergie électrique sont des domaines de recherches qui deviendront fondamentaux dans les années à venir.

Frédérick Moulin

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12 août 2010

Optons pour les réseaux électriques intelligents

L'Europe doit se mobiliser et agir au plus vite

Colette Lewiner

On assiste aujourd'hui à de forts changements des marchés de l'électricité liés aux évolutions réglementaires, sociétales et environnementales et aux avancées technologiques. La transformation des réseaux électriques en réseaux intelligents constitue la clé de voûte de cette mutation. Au risque de se voir distancée par les Etats Unis, l'Europe doit donc sans délai s'en saisir et agir.

A chaque millionième de seconde, le système électrique équilibre la production et la consommation, grâce à une gestion fine des réseaux. Mais l'accroissement de la part des énergies renouvelables dans le " mix énergétique ", les changements des modes de consommation, l'accroissement probable de la consommation alliée à la très grande difficulté de construire de nouvelles lignes rendent indispensable une gestion " plus intelligente " des réseaux.

Fonctionnant de manière bidirectionnelle alors que les réseaux actuels sont unidirectionnels, ces réseaux intelligents répondront à une aspiration grandissante de nos citoyens d'être des " consomacteurs " pour utiliser leur énergie de manière plus efficace, en émettant moins de CO2. Cette gestion des flux est aussi indispensable pour intégrer sur le réseau la production provenant des énergies renouvelables (éolien et solaire), en général de petite taille et décentralisée. En somme, l'électricité ne se propagera plus seulement des grosses centrales de production vers un consommateur passif, mais dans des directions adaptées aux flux plus complexes de demain.

Énergies renouvelables

La deuxième caractéristique du réseau intelligent est qu'il sera numérique. Cela permettra d'accélérer les échanges d'informations, de collecter davantage de données et de les utiliser pour améliorer la gestion du réseau et le service aux clients. Cette gestion plus fine du réseau devient d'ailleurs indispensable pour gérer une proportion plus importante et peu prédictible d'énergies renouvelables.

La troisième caractéristique consistera à adapter les systèmes informatiques à l'augmentation considérable du nombre de données recueillies sur le réseau et à définir des protocoles permettant aux nombreux équipements de communiquer entre eux.

Le premier pas vers un réseau de distribution intelligent est en général la pose chez les particuliers de compteurs intelligents permettant de relever la consommation fréquemment. Ainsi, en 2003, sous la pression des consommateurs, le gouvernement suédois a rendu obligatoire le déploiement généralisé de compteurs communicants : en juillet 2009, environ 6 millions d'appareils ont été installés, permettant la facturation mensuelle exacte des consommations.

Compteurs français classique à gauche, prototype de compteur intelligent ERDF (réseau électrique français) à droite

Les compteurs intelligents permettent une meilleure maîtrise de sa consommation et de ses factures. Une étude de Capgemini sur les pays de l'Europe des quinze a montré que, dans un scénario volontariste, les compteurs intelligents pourraient permettre à l'horizon 2020 d'économiser 200 terawattheures par an (TWh, mille milliards de wattheures), soit la consommation résidentielle cumulée de l'Espagne et de l'Allemagne, et d'éviter l'émission de 100 millions de tonnes de CO2.

Encore faut-il réunir les conditions de ce développement. On en retiendra trois principales. D'abord le courage politique d'accepter une hausse du prix de l'électricité, inévitable pour assurer le retour sur investissement du déploiement de réseaux intelligents. Ensuite, des efforts de recherche, par exemple sur le stockage de l'électricité ou sur les innovations technologiques et économiques pour effacer les pointes de consommation. Enfin, la normalisation des protocoles de communication en amont et en aval, permettant aux nombreux équipements sur le réseau d'échanger des données, comme permettre aux appareils ménagers équipant la maison intelligente de dialoguer entre eux.

La bonne échelle pour toutes ces actions, et notamment la normalisation, est le niveau communautaire. Les pays européens doivent mettre en commun leurs moyens financiers et technologiques et associer les régulateurs à la démarche. Certes, l'Union européenne ne reste pas l'arme au pied.

Des sommes importantes sont mobilisables (par exemple 250 millions d'euros du grand emprunt sont destinés aux réseaux numériques), mais elles sont dispersées, gérées dans des programmes communautaires différents et à des échelles (nationale, européenne) différentes.

Aujourd'hui, les Etats-Unis vont plus vite et plus loin que le Vieux Continent. Le gouvernement américain a débloqué 4,5 milliards de dollars à la conception de prototypes et à l'amélioration des technologies. De même, des groupes de travail ont été mis en place par le département américain de l'énergie sur la question des protocoles de communication.

Sans mobilisation européenne sur le sujet, les équipementiers américains gagneront un double avantage compétitif : celui de disposer de technologies expérimentées, et celui d'imposer leurs normes. Le marché européen aurait grand tort de laisser s'installer un tel déséquilibre.

Colette Lewiner

Directrice internationale de l'activité Energie, Utilities et Chimie chez Capgemini