Vers un réseau intelligent
Un aspect capital de ce qu'on appellera donc le « smart grid »
est l'utilisation des technologies de l'information et de la communication. Actuellement, la production s'adapte directement à la consommation : on se débrouille pour connaître la consommation globale, par des mesures directes et des modèles mathématiques, et on ajuste la production en conséquence.
Éventuellement, on peut agir un peu sur certains gros consommateurs pour leur demander de stopper leur consommation un moment ; c'est ce qu'on appelle un effacement de consommation.
Avec le Smart Grid, on veut pouvoir :
Connaître beaucoup plus précisément la demande (notamment du point de vue géographique, où est-ce que l'électricité est consommée).
Agir sur cette demande, directement ou indirectement, de manière fine.
Agir sur la demande : qu'est-ce que ça veut dire ?
On agit indirectement sur la demande lorsque c'est le consommateur lui-même qui modifie sa demande (en réponse à un signal, ou à une tarification, une politique de prix qui varie au cours du temps). On a déjà en France des mécanismes assez complexes, comme le système heures pleines/heures creuses pour lequel l'électricité est plus chère la journée que la nuit, ou selon le type de jour (bleu, blanc, ou rouge selon la charge estimée). Un aspect intéressant est que le type de jour (et donc les prix) ne sont diffusés aux utilisateurs que la veille.
Donc ce contrôle indirect existe déjà. Mais avec le Smart Grid, on veut mettre en place un contrôle beaucoup plus fin, à l'échelle de chaque appareil consommateur d'électricité. Et surtout, on veut automatiser ce contrôle (par exemple, l'utilisateur saisit ses préférences--entre les prix, entre ses différents appareils--et sa consommation s'adapterait toute seule).
A l'inverse, on dit qu'on agit directement sur la demande lorsqu'on laisse le contrôle de la consommation à une entité extérieure (par exemple, au réseau de distribution qui pourrait choisir de stopper ou non mon chauffe-eau ou le cycle de mon lave-linge). Avec le Smart Grid, on peut imaginer des appareils dits "verts'', qui laisseraient le réseau décider du moment de leur utilisation selon les conditions, par exemple, pour minimiser leur impact environnemental.
Compteurs intelligents et AMIRemarque
Concrètement, pour rendre ça possible, on va mettre chez vous des compteurs dits <<intelligents>>, comme le compteur Linky en France, qui est capable d'envoyer des informations sur votre consommation, mais aussi de recevoir des informations comme les prix (pour un contrôle indirect) ou des commandes directes.
On va aussi utiliser des bases de données pour stocker ces informations, et de la puissance de calcul pour prendre des décisions. L'ensemble constitué de l'architecture et des protocoles utilisés pour ça est appelé infrastructure de mesure avancée, ou AMI pour advanced metering infrastructure.
Ces mesures de contrôle de la demande permettent également d'améliorer la fiabilité du réseau électrique, car on peut éviter ou réduire les pics de consommation. Mais le Smart Grid peut aussi permettre d'améliorer la fiabilité par une meilleure réaction aux pannes : grâce aux télécommunications, on peut rapidement détecter les pannes, et faire de l'auto-réparation ou auto-cicatrisation, c'est-à-dire automatiser les réactions appropriées, comme basculer vers une ligne de secours dans le réseau de distribution lorsque la ligne principale est coupée.
Pour ça, on a besoin de surveiller l'état du réseau (c'est le monitoring), on a besoin d'éléments capables de réagir, et pour prendre les meilleures décisions on a encore une fois besoin de bases de données avec une vue assez globale du réseau, dans lesquels on implémente les politiques à appliquer.
Agir sur la production et la distribution : plus locale
Mais avec le smart grid, on peut également agir du côté de la production et de la distribution. Comme les sources d'électricité sont maintenant distribuées géographiquement, on va chercher à réduire les quantités d'énergie transportées, pour avoir moins de perte, et pour limiter les risques de saturation des liens.
Si on sait où l'énergie est produite et où elle est consommée, on va donc essayer de consommer l'énergie produite localement.
On va aussi profiter du fait que l'énergie pourra être échangée dans les deux sens : une zone géographique pourra être consommatrice à certains moments, et productrice à d'autres.
"Microgrid"Définition
Lorsque cette zone prend des décisions localement concernant la production, le stockage et la consommation, on parle de microgrid. Un microgrid permet des optimisations très fines, car on applique les méthodes que l'on veut et on est vu par le réseau principal comme un simple consommateur (ou producteur). Une gestion efficace peut conduire à une certaine indépendance par rapport au réseau principal d'électricité.
Fondamental
En résumé, du point de vue technique, le Smart Grid repose principalement sur les technologies de communication.
A l'aide d'échanges d'information, on peut ainsi connaître précisément la demande, agir sur cette demande (directement ou indirectement), détecter les défaillances et automatiser les réactions, coordonner la production, et optimiser la distribution de l'électricité.
Pour cela on a besoin de récolter et stocker les informations utiles.
On doit enfin prendre les meilleures décisions à l'aide d'algorithmes d'optimisation, et transmettre les commandes correspondantes aux différents éléments capables d'y réagir, comme des appareils consommateurs ou producteurs d'électricité.
Voilà donc les outils qu'on veut utiliser pour répondre aux nouvelles contraintes sur la demande, sur les coûts financiers et environnementaux.
Mais on n'a pour l'instant évoqué que l'aspect technique ; or le passage au Smart Grid, c'est aussi un changement dans l'écosystème de l'électricité. Une bonne partie des rôles sont redistribués, et tout le monde n'est pas forcément gagnant...
