Depuis 2009, l'Ademe a soutenu vingt projets de démonstrateurs autour des smart grids. Elle a publié, mi-octobre, un premier bilan (1) de certaines de ces expérimentations (2) autour des évolutions futures des systèmes électriques. Décentralisation de la production d'énergie, maîtrise des pointes de consommation, nouveaux besoins de flexibilité, de prévision ou d'observabilité des réseaux, nouveaux jeux d'acteurs... Les enjeux sont nombreux et chacun de ces projets visait à lever des verrous technologiques, économiques et/ou sociaux.

Les premières leçons sont positives et "permettent d'envisager de nouvelles avancées et un déploiement plus large", analyse l'Ademe. Elles dessinent aussi les évolutions du cadre réglementaire nécessaires pour créer les réseaux de demain. Parallèlement, de nouveaux démonstrateurs sont lancés : quatorze projets ont été retenus en 2016 et deux territoires vont tester à grande échelle des solutions intelligentes : la région Provence-Alpes-Côte d'Azur et les régions Pays de Loire-Bretagne.

Gestion de la demande : développer une "culture de l'énergie" chez le consommateur

En matière de maîtrise et de pilotage de la demande d'électricité, l'information des acteurs parait essentielle. En effet, lorsque le consommateur a une meilleure connaissance de ses consommations, il réalise de 1 à 10% d'économies selon le dispositif mis en place, indique le bilan de l'Ademe. "De manière plus diffuse, cette information participe à une augmentation de la « culture de l'énergie » des ménages, qui pourra notamment influer sur les futurs choix d'investissement pour des équipements plus sobres (électroménager, moyen de chauffage), voire sur l'isolation des logements", estime l'agence. Mais pour des effets durables, le consommateur doit être accompagné et conseillé, "par son fournisseur d'électricité, par un opérateur de services tiers, ou via des dynamiques collectives participatives (entre pairs) ou territoriales".

En revanche, l'effacement diffus, qui consiste à reporter certaines consommations pour limiter la puissance appelée, est moins bien appréhendé par le consommateur, qui le confond avec les actions de maîtrise de la demande d'énergie. Pourtant, "l'association des deux dimensions (la maîtrise de la puissance et la maîtrise de l'énergie) permet de rendre plus pertinente et plus rentable économiquement l'une ou l'autre des solutions". C'est pourquoi l'Ademe préconise d'inclure une obligation d'information, de sensibilisation et d'accompagnement du consommateur dans les prochains appels d'offres sur l'effacement diffus.

Les modèles d'effacement restent à affiner. Concrètement, les reports de consommation après effacement sont importants (entre 40 et 70% pour le chauffage, 100% pour l'eau chaude sanitaire). Ils peuvent également perturber le réseau (effet rebond), si "des stratégies de reprise adaptées et progressives ne sont pas réparties sur les différents sites d'effacement".

Un modèle économique doit aussi être trouvé. "Pour limiter les coûts des équipements déployés dans les foyers, il est recommandé d'utiliser au maximum l'infrastructure Linky pour la mise en œuvre du pilotage de la demande", note l'Ademe. L'effacement diffus serait également plus pertinent sur le marché de l'équilibrage du réseau (pour permettre une meilleure intégration des énergies renouvelables) plutôt que dans une logique capacitaire (réduction de la pointe), pour laquelle "une approche tarifaire paraît plus pertinente".

Insertion des ENR : créer un cadre favorable pour le stockage

Les expériences menées pour piloter l'offre laissent entrevoir des pistes pour limiter les investissements dans les réseaux. "L'écrêtement de production (limitation de la puissance injectée sur le réseau), l'amélioration de la connaissance de l'état local du réseau (observabilité du réseau de distribution) et la modernisation de la régulation de la tension (réglage plus fin de la tension) devraient permettre d'accroître significativement les puissances ENR raccordables".

Mais un cadre incitatif devra être mis en place pour valoriser notamment les écrêtements de production, estime l'Ademe. Par exemple, des "offres de raccordement intégrant une analyse de sensibilité autour de la puissance de raccordement demandée et des options de valorisation économique en cas de mise en œuvre d'écrêtage statique ou dynamique". Enedis expérimente déjà des coûts de raccordement réduits pour les producteurs capables de moduler leur production et, ainsi, de réduire les renforcements de réseau. Mais, prévient l'Ademe, des règles doivent être mises en place "afin de ne pas induire une discrimination entre les producteurs raccordés sur un même poste source (concernant l'ordre dans lequel les producteurs sont écrêtés par exemple)".

Par ailleurs, les progrès actuels en matière de prévision de production et de consommation permettront d'améliorer la gestion locale du réseau, et donc de limiter les renforcements de lignes. Quant au stockage (3) , il "peut intervenir à différents niveaux, en mode multiservice auprès du réseau de transport, du réseau de distribution, du producteur ENR ou du consommateur". Mais "au vu des conditions actuelles (notamment du prix sur le marché de l'électricité), aucun projet n'a à ce stade permis de faire émerger un modèle d'affaires évident pour un moyen de stockage dans l'optique d'une mise en œuvre immédiate". L'Ademe estime donc qu'il faudra plancher à l'avenir sur la valorisation du stockage et la création d'un statut d'opérateur de stockage.

En revanche,"les projets ont permis de valider le caractère industrialisable et déployable d'un certain nombre de briques technologiques pour moderniser les réseaux" de distribution : numérisation des postes de contrôle commande, développement de capteurs de tension et de courant, automatisation des disjoncteurs… Cependant, "le développement des technologies télécoms (…) implique la prise en compte de contraintes d'interopérabilité et de cyber-sécurité".

De premiers modèles économiques se dessinent

Finalement, "les projets ont permis de clarifier les conditions économiques et régulatoires nécessaires au déploiement des smart grids". Deux types d'acteurs interviennent dans ce domaine : les gestionnaires de réseaux, dont l'activité est régulée, et un secteur dérégulé, ouvert à la concurrence, notamment sur l'aval compteur. "Pour le secteur régulé, les technologies pourront se déployer dès lors que l'on parvient à démontrer leurs bénéfices pour la collectivité et leur caractère industriel, les exigences de maturité et de fiabilité des technologies étant importantes du point de vue des gestionnaires de réseaux pour des raisons d'obligation de qualité de service". En revanche, le secteur dérégulé dépendra davantage du développement de modèles d'affaires pertinents.

"A court terme, de nombreux produits ou services développés dans le cadre des démonstrateurs devraient toutefois trouver un marché en lien avec les évolutions du cadre régulatoire discutées ces dernières années et dont la mise en œuvre a ou va commencer", analyse l'Ademe. L'instauration du complément de rémunération devrait par exemple permettre la valorisation des technologies de prévision et des services d'agrégation. L'ouverture progressive à la concurrence des différents services système, tels que les différents niveaux de réserve, laissera une place au stockage. Enfin, "le marché de capacité, pourrait permettre la valorisation de solutions de flexibilité, si toutefois la valeur des certificats de capacité est suffisante".