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Greenlys : une boite à outils pour un réseau intelligent

Les partenaires de Greenlys ont présenté les résultats de leurs quatre années de tests à Lyon et à Grenoble. Ils ont développé des outils pour mieux intégrer les EnR, lisser les pointes de consommation et permettre l'autocicatrisation du réseau.

Energie  |    |  Dorothée Laperche Actu-Environnement.com
Greenlys : une boite à outils pour un réseau intelligent
Environnement & Technique N°364 Cet article a été publié dans Environnement & Technique n°364
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"Cette étape clôture le projet Greenlys mais nous projette également dans le futur, ce que nous avons développé dans l'expérimentation, nous devons désormais le déployer à plus grande échelle", a souligné Christian Vives, directeur régional d'ERDF, lors de la présentation des résultats du démonstrateur d'un réseau électrique intelligent urbain, jeudi 28 avril à Lyon.

Durant quatre ans, les différents partenaires ont expérimenté et développé des solutions permettant de mieux intégrer la production des énergies renouvelables, jouer sur la possible source de flexibilité des véhicules électriques, lisser les pics de consommation mais également opérer rapidement des réparations d'anomalies sur le réseau. "En France, nous sommes très centralisés. Demain avec la transition énergétique, il y aura un réequilibrage du mix, les smart grids permettront de mieux gérer cette complexité et faire que les territoires puissent s'emparer de cette question", a assuré en préambule Bruno Lechevin, président de l'Ademe.

   
Le projet a expérimenté des solutions innovantes sur le système électrique dans sa globalité © Greenlys
 
   

Quels choix des consomm'acteurs ?

Durant le projet, des particuliers de quartiers grenoblois et lyonnais ont été dotés de compteurs intelligents ainsi que d'interfaces de pilotages de leur consommation. Les 400 consommateurs testeurs ont ainsi pu expérimenter différentes options d'ajustement de leur consommation électrique. "Nous leur avons proposé  un package : une possibilité de contrôler les charges électriques du logement - chauffage et eau chaude sanitaire - pour s'adapter en fonction de leurs activités, une solution pour s'informer grâce à un portail, leur smartphone ou tablette pour permettre de prendre des décisions sur leur consommation, des offres tarifaires qui ouvrent la possibilité d'économiser sur la facture en augmentant la consommation sur des heures creuses et enfin une offre d'effacement : des coupures d'une heure maximum de l'alimentation tout en garantissant que ces dernières ne diminueront la température interne du logement que de 1°C", a détaillé Olivier Cottet, directeur marketing programme de recherches sur l'énergie chez Schneider Electric.

Pour cette première partie, les résultats déjà observés en 2013, ont pu être confirmés : ainsi moins de 5% des clients reviennent sur leur ordre d'effacement de consommation et utilisent le système de dérogation. "Lorsque nous changeons la température de consigne, dans 95% des cas les clients ne se rendent compte de rien", a constaté Guillaume Lehec, directeur du département agrégation de flexibilité chez Engie.

Le retour d'expérience montre également l'importance de l'esthétisme du dispositif, l'accompagnement des usagers dans la démarche ainsi que la nécessaire simplicité d'utilisation et d'installation du matériel. Les partenaires de Greenlys ont également remonté le besoin des consommateurs de faire partie d'une communauté pour partager des bonnes pratiques.

"Quand nous demandons à un consommateur de décaler ses consommations, cela permet de réduire le recours à des centrales de pointe, a argumenté Bernard Blez, directeur adjoint du centre de recherche et d'expertise opérationnelle (Crigen) du groupe Engie. Mais il peut y avoir un effet rebond : quand nous effaçons durant une heure, nous devons nous assurer que lorsque nous réalimentons en électricité, il n'y ait pas un pic, une surconsommation liée à la remise en marché simultanée des convecteurs : nous avons modélisé et compris ces phénomènes". Autre effet que le projet a permis de caractériser : le report. Cette seconde surconsommation potentielle est dûe au besoin de compenser l'arrêt de l'apport thermique par les convecteurs du logement lors de l'effacement.

Le projet Greenlys s'est également intéressé au secteur tertiaire. Il a équipé plusieurs sites de solutions de gestion pour optimiser l'ensemble des ressources électriques, qu'elles proviennent de la production ou du stockage. "Dans le tertiaire ou le petit industriel, les professionnels ont déjà des contrôles sur les systèmes existants. Ce sont des charges de chauffage ou de climatisation, des batteries de stockage électrique ou des véhicules électriques. Nous gérons la consommation en respectant les contraintes imposées par le gestionnaire, a expliqué François Borghèse, directeur marketing chez Schneider Electric. Nous pilotons à la fois la consommation et le mix énergétique du site, en prenant en compte le potentiel de production locale avec la météo locale".

Quelle rentabilité de l'effacement?

Selon les partenaires de Greenlys, le développement de ce type de système dépendra de leur rentabilité économique. Et concernant l'effacement, le système ne s'avère pas encore viable. Le secteur tertiaire apparaît toutefois comme mieux positionné que le résidentiel. "Le client résidentiel est plus petit et donc au prorata de la valeur effaçable, les bénéfices sont moins importants", a précisé Guillaume Lehec, directeur du département agrégation de flexibilité d'Engie.

Pour les partenaires de Greenlys, des évolutions réglementaires et d'organisation sont nécessaires. "Dans le contexte actuel, comme le prix de l'électricité est plat, le déplacement de la consommation d'une heure à l'autre ne sera pas valorisable, a noté Guillaume Lehec. La valeur se retrouve en cherchant de nouveaux services dans le réseau de transport". Selon lui, une évolution de la réglementation devrait permettre au réseau de distribution d'acheter des capacités à un nouvel acteur : les agrégateurs. Ces derniers, intermédiaires entre les clients et les acteurs du système électrique (producteur, transporteur, gestionnaire de réseau, fournisseur et le marché de l'électricité), permettront de valoriser les effacements de consommation ou l'activation de productions décentralisées. "Nous avons beaucoup appris sur le métier d'agrégateur durant l'expérimentation et nous nous sommes positionnés sur le métier pour la portion économiquement viable : les gros clients industriels", a par ailleurs indiqué Bernard Blez, directeur adjoint du Crigen.

Pour réduire les coûts, certains envisagent une installation du dispositif très en amont. "Une des solutions serait d'inciter à ce que l'ensemble des constructions neuves soit smart grids ready, grâce à des incitations ou de la réglementation, pour permettre de fabriquer un parc qui autorise les agrégateurs à agir", a envisagé Olivier Cottet, de Schneider Electric. Il faut également avoir des tarifs qui soient plus proches des coûts réels pour optimiser le système". De la même manière, Christian Vives, directeur régional d'ERDF, s'est positionné en faveur d'une tarification qui tienne compte du tarif d'acheminement de l'électricité.

"D'un point de vue économique, l'offre d'effacement n'est pas un modèle rentable actuellement mais si nous lui associons par exemple des offres d‘efficacité énergétique, à l'horizon 2030, nous pourrons espérer un modèle pertinent", a quant à lui considéré Jean-Yves Blanc, vice-président utilities et demand management chez Schneider Electric.

Le développement de l'effacement pourrait également entraîner de nouvelles fonctions chez certains acteurs. "L'effacement nécessite un tiers indépendant. Derrière ces technologies, la brique de base Linky permet d'avoir un juge de paix : le gestionnaire de réseau qui pourra confirmer qu'il y a bien eu effacement", a souligné Cédric Vissac, délégué aux affaires d'ERDF.

Mesurer le volume réellement effacé

Pour valoriser l'effacement, encore faut-il connaître son volume. Les partenaires du projet Greenlys ont donc développé des méthodes pour évaluer le volume réellement effacé. "Mesurer une énergie non consommée, ce n'est pas simple mais c'est indispensable, a pointé Guillaume Roupioz, chef de projet smart grids pour ERDF. Nous avons développé pour cela la méthode des panels. En face de chaque client qui s'efface, nous reconstituons une courbe de charge, et par comparaison de toutes les courbes de clients effacés ou pas – qui ont un profil de consommation proche - nous pouvons établir un volume d'effacement". La seconde méthode repose sur l'historique de la consommation. Le profil de consommation des clients avec effacement est réalisé sur la base de leur besoin d'une journée sans effacement.

Les partenaires du projet se sont également penchés sur des solutions de pilotage en temps réel du réseau. "Sur le quartier Confluence [Lyon], nous avons réalisé une première mondiale : une caméra a scruté le ciel à 360° pour prévoir la production photovoltaïque en regardant le déplacement des nuages. L'idée ensuite c'est de coupler ces informations à des systèmes de pilotages de réseau et de délivrer une tension fiable aux habitants", a présenté Guillaume Roupioz, chef de projet smart grids d'ERDF.

 
Les véhicules électriques : une réserve de capacité ? Les partenaires du projet Greenlys ont également testé comment les bornes de recharge de véhicule électrique pourraient à terme servir de réserve d'électricité. Selon des résultats communiqués, s'il est techniquement possible de piloter à distance cette réserve et de moduler sa puissance, elle est toutefois difficilement valorisable car des données comme l'état de charge ou l'heure de départ ne sont pas connues. "La recharge s'effectue surtout au sein d'infrastructures privées avec une logique prioritaire d'optimisation électrique du site et du contrat de fourniture mais aussi de minimisation de l'impact sur l'infrastructure, pointent dans le dossier de presse les partenaires. Elle se confond avec les autres charges flexibles comme le chauffage ou le chauffe-eau".
 

Des postes électriques pourraient être équipés de capteurs pour remonter l'information en temps réel. Le réseau est soumis à des variations : par exemple le soir, la production des panneaux photovoltaïques diminue alors que la consommation des habitants augmente. Pour pallier les différences de tension, les partenaires ont développé des solutions de régulation. "Par exemple, des capteurs pourraient être installés au niveau de la production d'électricté ou du consommateur, a expliqué Jean Wild, responsable R&D microgrids et projets pilotes smart grids chez Schneider Electric. Les informations recueillies seraient alors transportées par le réseau de distribution et un algorithme régulerait le transformateur pour distribuer une tension qui correspond à une phase réglementaire".

Selon Nouredine Hadjsaid, professeur, chercheur pour G2Elab de Grenoble INP, président du conseil scientifique Think Smart Grids, ces outils permettront une meilleure pénétration des énergies renouvelables. "Ils pourraient multiplier par trois la capacité d'accueil", assure-t-il.

D'autres solutions rendent possible une auto-cicatrisation du réseau : des capteurs pourraient localiser les incidents et rétablir rapidement l'alimentation. "Grâce à Linky, nous pouvons identifier des coupures sur le réseau basse tension, détecter des perturbations qui auparavant seraient passées inaperçues et avec les solutions développées lors de Greenlys, nous pouvons réaliser des rééquilibrages de phase et de tension", s'est réjoui Guillaume Roupioz, chef de projet smart grids d'ERDF.

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