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Smart Grids : le réseau électrique intelligent de demain

Et si dès demain, le réseau électrique s’autogérait ? Est-ce vraiment réalisable ? Plus les années passent et plus l’intervention humaine est remplacée par les technologies. À mesure que l’innovation offre des réponses au monde de demain, nos modèles de gestion se transforment, changent dans l’objectif de tendre vers un monde meilleur et plus fluide. C’est du moins l’objectif du Smart Grid, le réseau électrique du futur qui répond aux besoins d’aujourd’hui.

Smart Grids

Qu’est-ce qu’un « smart grid » ?

Le smart grid, que l’on peut traduire par réseau (grid) intelligent (smart), est un réseau d’énergie nouvelle génération. Pourquoi nouvelle génération ? Car il intègre des nouvelles technologies : celles de l’information et de la communication (NTIC).

Que sont les NTIC ?

Le domaine des NTIC est vaste. Il s’étend des téléphones portables aux clouds informatiques en passant par les bases de données et Internet.

Plus précisément, et selon l’Agence de la transition écologique, « les « « smart grids » désignent les réseaux électriques intelligents, c’est-à-dire les réseaux de distribution électriques permettant un meilleur ajustement des flux en temps réel, sur la base de transmission d’informations entre le fournisseur et le consommateur ». Leur fonctionnement est expliqué dans le schéma ci-dessous :

schéma expliquant le fonctionnement des Smarts Grids
Source : ADEME

L’objectif est simple : exploiter ces technologies pour ajuster en temps réel les flux sur le réseau. Un réseau du futur qui se pense dès aujourd’hui.

Le réseau du futur qui répond aux besoins d’aujourd’hui

Production et consommation en baisse, intensification et apparition de nouveaux usages : le paysage énergétique français se transforme, entamant une inévitable remise en question de son fonctionnement.

Une baisse de la production et de la consommation d’électricité

D’un côté, la production d’électricité n’a jamais été aussi basse depuis 20 ans : 500,1 TWh en 2020 contre 500,3 TWh en 1999.

Évolution de la production d'électricité 2020
Source : Bilan électrique RTE 2020

Des chiffres à corréler avec la baisse significative de la consommation qui a atteint son niveau le plus bas depuis 10 ans : 449 TWh en 2020, notamment à cause des deux confinements. Pourquoi ? Car la consommation dans les secteurs industriels et les transports ferroviaires ont été bien plus faibles que d’habitude.

Évolution de la consommation brute 2020
Source : Bilan électrique RTE 2020

Par définition, l’électricité est une énergie qui se stocke très difficilement. Du moins, à l’échelle d’un pays, son coût est beaucoup trop important pour être économiquement viable. Par conséquent, l’équilibre entre production et consommation doit être le plus juste possible. C’est la raison pour laquelle elles sont interdépendantes.

Cette baisse progressive, notamment de la consommation, est le signe que les modes changent. Car au-delà de ces informations, on voit apparaître de nouveaux usages, qui changent la façon de consommer de l’électricité de nos jours.

Des nouveaux usages et de nouvelles consommations

Entre le chauffage électrique l’hiver et la climatisation l’été, certains usages domestiques se sont intensifiés. La raison ? Les dérèglements climatiques. En effet, les décalages de température étant plus importants (les étés sont plus chauds et les hivers plus froids), les besoins énergétiques ont grandement changé depuis plus de deux décennies.

anomalie de la température moyenne annuelle de l'air, en surface, par rapport à la normale de référence
Anomalie de la température moyenne annuelle de l’air, en surface, par rapport à la normale de référence
Source : Météo France

On voit aussi apparaître de nouveaux usages. L’autoconsommation en est un. Avec elle, plus besoin de se fournir en intégralité chez un fournisseur d’électricité, le consommateur produit sa propre énergie.

Autre usage qui se démocratise : le véhicule électrique. À la lumière des immatriculations en France, qui ont triplé en 2020, nul doute que cette tendance va rapidement devenir la norme dans les années à venir.

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Le smart grid : une mutation plutôt qu’une transformation

Face à ces nouveaux modes de consommation, les acteurs de l’énergie doivent réagir. La réponse la plus adaptée serait de renforcer les réseaux. Mais selon la Commission de régulation de l’énergie (CRE), ce ne serait pas la bonne : « la solution qui consisterait à systématiquement renforcer les réseaux paraît sous-optimale et d’ailleurs difficilement réalisable ». Et ce, pour diverses raisons comme elle l’évoque par la suite :

  • « la démographie croissante en ville ». Près de 80 % des Français (52,9 millions) habitaient en ville en 2017 selon l’Insee, contre en 77,5 % en 2007 (47,9 millions), soit une hausse de + 5 millions en une décennie ;
  • « la difficile acceptabilité sociale des nouvelles infrastructures ». De nouvelles infrastructures engendrent des frais importants, ce qui fait le lien avec la raison suivante ;
  • « les coûts importants des investissements à consentir ». Des coûts qui se répercutent sur la facture des utilisateurs par le biais de hausses des taxes ou du prix de l’énergie.

Les smart grids offrent donc une meilleure alternative. Plus besoin de changer entièrement le parc électrique français, le réseau peut rester tel quel. C’est la méthode de fonctionner qui change, ce sont les réseaux qui s’adaptent grâce notamment aux nouvelles technologies.

Flux d’électricité, pannes, surtensions et sous-tensions… en couplant informatique et informations, les gestionnaires de réseau peuvent plus facilement piloter et contrôler l’électricité à distance, leur offrant une marge de manœuvre encore plus confortable.

Une marge de manœuvre utile dans les situations de dépannage comme au quotidien. Avec les smart grids, les variations de flux électriques entre le jour et la nuit, peuvent plus facilement être pilotées et anticipées.

À l’ère de l’information et de la communication de masse, les smart grids garantissent un investissement bien moins important tout en accompagnant la transition énergétique. Et au vu des objectifs, l’enjeu est de taille.

Les objectifs auxquels doivent répondre les smart grids

Intégrer les nouveaux moyens de production, changer le modèle de gestion, faciliter la maintenance au quotidien ou favoriser la mobilité électrique : voilà les grands enjeux de la décennie.

Intégrer les nouveaux moyens de production

Fermes solaires, parcs éoliens, barrages hydrauliques… tous ces moyens de production ont un point commun : produire de l’électricité à partir d’une énergie renouvelable.

Cette énergie nouvelle et verte, qui tend à prendre de plus en plus de place sur le marché de l’énergie, doit être intégrée à l’ensemble de la chaîne pour favoriser la transition énergétique.

La France s’est d’ailleurs engagée à ce que 33 % de son mix énergétique soit consacré au renouvelable. Une opération en bonne voie si le développement continue sur sa lancée.

mix énergétique 2014
Mix énergétique en 2014
mix énergétique 2020
Mix énergétique en 2020
Source : RTE

Le thermique, renouvelable ?

Non ! La majeure partie des centrales thermiques utilisent des combustibles fossiles, dont le charbon (0,3 % de la production française en 2020), le fioul (0,3 %) et le gaz (6,9 %). Seules les centrales biomasse utilisent des énergies renouvelables. En 2022, le gouvernement souhaite que toutes les centrales à charbon (1,4 TWh produit en 2020 selon RTE) soient fermées et qu’aucune autre ne soit ouverte.

D’autant plus que les producteurs d’électricité ne sont plus les seuls à jouer dans cette cour. La démocratisation de ces appareils de production s’est étendue jusque dans nos foyers. Aujourd’hui, tout le monde peut produire sa propre électricité et la consommer (c’est le principe de l’autoconsommation évoqué précédemment). Chaque maison peut alors se transformer en mini-centrale d’électricité et revendre son trop-plein d’électricité aux fournisseurs, apportant une réponse plus territoriale dans certaines zones.

Changer le modèle de gestion

La gestion de l’équilibre énergétique suit un principe simple : l’offre d’énergie répond à la demande. Le problème, notamment pour l’électricité, c’est que cette énergie est difficilement stockable. Il faut donc que la production soit équivalente à la consommation, au risque de subir des problèmes de tension (surtensions et sous-tensions), pouvant provoquer par la même occasion des coupures de courant et des pannes généralisées.

Cet équilibrage est réalisé par un pilotage constant qui s’établit en fonction des prévisions de consommation. Le problème, c’est que ces prévisions… ne sont que des prévisions. Le pilotage serait bien plus simple si ces prévisions se transformaient en données en temps réel.

C’est exactement ce qu’exploitent les smart grids. Afin d’être plus précis et délivrer la quantité la plus juste d’énergie, les réseaux intelligents utilisent les solutions de smart-metering pour disposer de données en temps réel.

Qu’est-ce que le « Smart Metering » ?

Traduction française de télémesure, il est plus connu des particuliers comme celui du domaine des compteurs communicants. Il existe deux compteurs communicants :

  • Linky, pour l’électricité ;
  • Gazpar, pour le gaz.

Par exemple, RTE peut donner des informations de production et de consommation en temps réel. Faites un tour sur le site éCO2mix de RTE pour consulter leurs données.

Les consommateurs, eux aussi, peuvent communiquer leurs données de consommation en temps réel aux acteurs du marché de l’énergie. Tout le monde dispose ainsi de données plus fiables et plus précises pour offrir un ajustement personnalisé et adapté, autant sur le plan national, que sur une dimension locale.

Faciliter la maintenance au quotidien

Les smart grids n’offrent pas que des avantages en matière de gestion de la production et de consommation. Ils facilitent aussi la gestion des flux et la maintenance des réseaux.

Grâce aux données collectées directement chez le consommateur, localiser les pannes devient plus simple. En traitant les données obtenues, ils peuvent intervenir sur site en ayant à disposition des informations très utiles, ce qui leur faire gagner du temps.

Mais le réel intérêt de ces nouvelles technologies, ce sont les interventions à distance, ou téléopérations. Comme l’explique Enedis dans son catalogue des prestations de 2020 : « Dès lors que le compteur Linky est « communicant », il peut être téléopéré à distance. Les prestations de modification contractuelle, de mise en service dans la journée et de rétablissement peuvent être réalisées à distance et ainsi bénéficier d’une tarification avantageuse. »

Gain de temps, frais de déplacement en moins, télétravail, les confinements ont par ailleurs permis de prouver l’utilité de ses compteurs électriques avec plusieurs centaines de milliers d’interventions réalisées à distance.

Remporter le défi de la mobilité électrique

Comme vu précédemment, la mobilité énergétique est l’un des principaux enjeux de la décennie. Et le ministère de la transition écologique et solidaire s’est fixé des objectifs à la hauteur de ses ambitions pour 2023 avec :

  • 1,2 million d’immatriculations (soit 10 fois plus qu’en 2020) ;
  • 100 000 bornes de recharge (500 000 pour 2028).

Les objectifs sont multiples, comme l’annonce Enedis :

  • réduction des émissions de gaz à effet de serre ;
  • bénéficier d’une meilleure qualité de l’air ;
  • faire baisser les nuisances sonores en ville ;
  • développer les modes de transports alternatifs (autopartage).

Le gestionnaire de réseau participe pleinement à ce projet en installant des bornes électriques partout en France. Enedis ajoute qu’il accompagne « les particuliers, les syndics de copropriétés, les bailleurs, les électriciens et les opérateurs de mobilité en amont de leurs démarches de raccordement de bornes de recharge ».

Le virage électrique est à prendre dès aujourd’hui, et les smart grids sont déjà en chemin. Un exemple concret : Mobismart, un smart grid orchestré par EDF SEI en Corse.

Qu’est-ce que Mobismart ?

Pour plus de détails, consultez notre article intitulé « EDF Systèmes énergétiques insulaires (SEI), une direction territoriale d’avenir ».

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Les différents acteurs des smart grids

Consommateurs, producteurs, gestionnaires de réseau, pouvoirs publics, tout le monde est concerné par ce grand projet énergétique collaboratif.

Les « consomm’acteurs »

Les consommateurs sont les premiers concernés puisqu’ils sont les derniers de la chaîne d’électricité. Leur mission : réguler eux-mêmes leur consommation d’électricité, afin d’offrir plus de flexibilité aux producteurs, produire leur propre électricité et fournir leurs données de consommation.

Les consommateurs disposent aussi de la pierre angulaire de ces projets : les compteurs communicants Linky et Gazpar. Ce sont eux qui changent la donne en matière de gestion de l’énergie en France depuis 2015. En collectant des données de consommation, tous les acteurs bénéficient de données plus claires et plus précises.

Les producteurs d’électricité

95 % de la production française est assurée par deux géants de l’énergie : EDF et Engie. Leur rôle dans la chaîne de l’électricité est indispensable, c’est pourquoi ils se trouvent au cœur des smart grids.

Preuve de leur implication, la branche insulaire d’EDF, EDF SEI, expérimente de nombreux smart grids dans les territoires non connectés au réseau d’électricité, comme Mobismart par exemple.

Mais d’autres producteurs ont leur carte à jouer : les producteurs d’énergie renouvelable. Éolienne, photovoltaïque, géothermie, biomasse, hydraulique… les technologies sont nombreuses pour produire de l’électricité verte. Et pour assurer cette ambition de 33 % de renouvelable dans le mix énergétique d’ici 2030, ces producteurs doivent employer les grands moyens.

Les gestionnaires de réseau

Le réseau français est divisé en deux :

Ces deux gestionnaires sont les garants de l’acheminement de l’électricité à travers tout le pays, depuis les sites de production jusqu’aux sites de consommation. Ils gèrent 95 % du réseau. Les 5 % restants sont répartis entre plus de 160 ELD (entreprise locale de distribution), comme :

  • à Strasbourg, avec Électricité de Strasbourg ES Énergies ;
  • à Metz, avec Usine d’Électricité de Metz ;
  • à Grenoble, avec Gaz et Électricité de Grenoble (GEG).

Vous voulez en savoir plus sur le réseau électrique français ?

Choisir.com vous le détaille dans son article dédié à la tension électrique.

Les technologies des Smart Grids leur offrent un formidable outil dans plusieurs de leurs activités, notamment :

  • la régulation de la tension et des flux électriques ;
  • la maintenance des réseaux ;
  • l’accueil des énergies renouvelables provenant de l’industrie ou des particuliers.

Les sociétés technologiques, informatiques et les fabricants

Google, Intel, Infovista, Cisco System, etc. Sans eux, pas de systèmes informatiques pour collecter, exploiter et transmettre les données. Ce sont les acteurs technologiques par excellence dans ce domaine.

On trouve aussi dans ces acteurs les fabricants d’appareils de télémesure Linky et Gazpar, dont la fabrication est réalisée aux quatre coins du monde :

FabricantPaysLinkyGazpar
AEMRoumanie
DresserItalie
HoneywellAllemagne
ItronÉtats-Unis
KerlinkFrance
Landis+GyrSuisse et Japon
MaecFrance
Sagemcom
Sappel (DIEHL Metering)
ZivEspagne

Les pouvoirs publics et les collectivités territoriales

Comme tout projet ayant une telle envergure, les acteurs publics ont leur rôle à jouer. Lequel ? La Caisse des dépôts explique que « 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 ».

Quant aux collectivités territoriales, elles s’apparentent plutôt à des « maîtres d’œuvre de la construction du futur modèle énergétique français ».

Ces acteurs, d’utilité publique, travaillent main dans la main. Exemple le plus concret de cette synergie : les Contrats de relance et de transition écologique (CRTE). Relancés en novembre 2020 par le Premier ministre Jean Castex, les CRTE « ont vocation à regrouper l’ensemble des contrats signés entre l’État et les collectivités, comme les contrats de ville, mais aussi les programmes des différents ministères, et leurs partenaires ». En d’autres termes, à créer une relation de proximité entre l’État et les pouvoirs publics en faveur de la transition écologique.

Ils offrent une vision à court et long terme :

  • à court terme, ils « ont vocation à participer activement à la réussite de France Relance, le plan de relance économique et écologique de la France » ;
  • à long terme, « ils permettront d’accélérer les dynamiques de transformations à l’œuvre dans tous les territoires dans les six prochaines années ».

Le court terme, c’est quand exactement ?

L’élaboration des CRTE est prévue pour la fin juin 2021.

Financement, ingénierie, animation, l’objectif est d’établir des ponts d’entraide entre ces deux acteurs afin de « simplifier et unifier les dispositifs de contractualisation existants ». L’énergie est l’un des domaines les plus concernés par ces CRTE. Plus de 1 085 actions ont été validées dont :

  • 124 en faveur de la biodiversité et de l’eau ;
  • 266 en faveur des énergies ;
  • 148 pour l’économie circulaire.

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Face à quels obstacles les smart grids sont-ils confrontés ?

Coût, organisation, sécurisation des données : quelques obstacles peuvent venir entraver au bon fonctionnement des smart grids. Mais qu’en est-il vraiment ?

Est-ce vraiment une opération rentable ?

Pour être réellement efficaces, les solutions smart grids doivent être implantées à tous les niveaux, aussi bien national que local. Seulement, tout cela a un coût : 449,6 millions d’euros d’ici 2030.

Mais le retour sur investissement vaut le coup. Selon le rapport de la valorisation socio-économique des réseaux électriques intelligents d’Enedis : « À l’horizon 2030, l’ensemble des fonctions smart grids étudiées pourraient apporter à terme des bénéfices nets de l’ordre de 400 M€/an pour la collectivité, dont plusieurs dizaines de M€/an pour le réseau public de transport, auxquels s’ajouteront les bénéfices réalisés par les gestionnaires de réseau public de distribution. »

La diversité des acteurs ne contre-t-elle pas la synergie ?

Mettre en place un smart grid demande une cohésion et une collaboration de la part de tous les acteurs du réseau. Or, plus il y a d’acteurs, plus le projet se complexifie, aussi bien en matière d’organisation que d’exploitation des données.

La pérennité d’un réseau intelligent réside donc avant tout dans la synergie entre ses différents acteurs. C’est là qu’apparaît une solution technologique : la blockchain.

Cette technologie, créée en 2008, est utilisée dans tous les domaines : banque, assurance, logistique, santé, immobilier, aéronautique et aussi énergétique. Selon le Ministère de l’économie, des finances et de la relance, la blockchain est « une technologie de stockage et de transmission d’informations, prenant la forme d’une base de données qui a la particularité d’être partagée simultanément avec tous ses utilisateurs et qui ne dépend d’aucun organe central ».

Explication de la blockchain
Source : Ministère de l’économie, des finances et de la relance

Dans le cas de l’énergie, il n’est pas question de transaction mais d’échange de données. Sans organe central, tous les acteurs se retrouvent au même niveau. La transmission de l’information se fait horizontalement et les interconnexions favorisent les échanges de données. Tout devient plus accessible, tout le monde dispose des mêmes ressources et de la même sécurité, assurant par la même occasion la synergie entre les différents acteurs.

Les données des consommateurs sont-elles sécurisées ?

Soumises à la législation de la CNIL, les données des utilisateurs collectées par les compteurs intelligents sont sécurisées. Du moins, c’est ce que pensaient les consommateurs jusqu’à la mise en demeure d’Engie et d’EDF pour non-respect du règlement général sur la protection des données (RGPD) par la CNIL. La raison ? « Il a été constaté que EDF et ENGIE recueillent par le biais d’une seule et unique case à cocher le consentement pour deux opérations clairement distinctes : l’affichage dans l’espace client des consommations quotidiennes et l’affichage des consommations à la demi-heure ».

Une actualité qui n’a fait que réconforter la position des anti-Linky, déjà réticents au compteur intelligent, comme nous vous l’expliquions dans notre article « Le compteur Linky est-il dangereux ? ». En cause, la conservation et la transmission des données, qui peuvent être commercialisées et ouvrir la porte aux hackers selon eux. En réalité, il n’en est rien.

Tout d’abord, les consommateurs sont libres de choisir s’ils souhaitent livrer ou non leurs données de consommation au fournisseur pour améliorer le réseau. Un choix qui entrave au bon fonctionnement des smart grids mais qui respectent la liberté de chacun.

Ensuite, si le consommateur accepte, les données ne sont conservées que pendant 3 ans. Des données auxquels le consommateur a tout à fait le droit d’avoir accès.

Enfin, et point le plus important, toutes les données émises par le compteur Linky sont chiffrées. Assurée par l’Agence nationale de la sécurité des systèmes d’information, la protection de ces données assure à tous les consommateurs qu’aucun nom ni adresse n’apparaissent.

Maintenant que vous savez tout sur les smart grids, il est peut-être temps d’acter votre transition énergétique ? À côté des offres d’énergie classiques se trouvent de nombreuses offres d’électricité verte. Vous avez besoin d’aide pour les comparer et trouver celle qui alimentera vos besoins de demain ? Utilisez notre comparateur des fournisseurs d’électricité en ligne ou téléphonez-nous. L’équipe de Choisir.com se fera un plaisir de vous accompagner dans vos démarches.

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