Les démonstrateurs smart grids en France

Démonstrateurs et expérimentations smart grids en France 17/03/2015
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2015-1:12987

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Les démonstrateurs smart grids en France

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	    <date dateType="Updated">Thu 26 Jan 2017</date>
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38 REE N°1/2015 2014 a été une année ma- jeure et charnière pour les smart grids en France. Une année majeure car les premiers démonstrateurs lancés il y a quelques années, le plus souvent initiés dans le cadre des appels à manifes- tation d’intérêt de l’ADEME, ont commencé à produire des résultats. Ils ont globalement respecté les échéances de livrables, ainsi que les jalons fixés. Des premiers enseignements et éclairages pré- cieux ont été apportés sur trois plans : - posants réseau, que de télécoms, de systèmes d’in- formation (SI) et de gestion des données ; analyses des coûts et bénéfices liés au déploie- ment des solutions smart grids et de la répartition de la valeur créée entre les parties prenantes. Ces analyses sont complétées par l’identification d’évo- lutions nécessaires sur les plans réglementaires et régulatoires pour contribuer à faire émerger progres- sivement des modèles d’affaires bénéfiques pour la collectivité et viables pour les différents acteurs ; - ceptabilité de possibles nouvelles règles du jeu (signaux tarifaires dynamiques, effacements…) ou la capacité à faire évoluer leurs comportements, con- courant ainsi par exemple à développer davantage la gestion active de la demande. Une année majeure encore, car, suite à la consul- tation menée à la fin de 2013, la Commission de régulation de l’énergie (CRE) a publié à l’été 2014 ses recommandations pour faire évoluer les réseaux électriques intelligents en basse tension, traitant de nombreux sujets comme le comptage évolué, la mise à disposition de données, l’insertion des bornes de recharge des véhicules électriques, l’autoproduc- tion, les flexibilités, le raccordement des installations de production ou de consommation, ou encore le stockage d’électricité et la normalisation. Les premiers enseignements des démonstrateurs ont constitué une des bases des réponses des acteurs des smart grids à ces « recommandations », permettant un débat riche et constructif, propice au déve- loppement industriel des ré- seaux électriques intelligents et à donner un rôle moteur à la France en la matière. Une année majeure tou- jours, car le 7 mai la feuille de route du plan « Réseaux élec- triques intelligents » (REI) a été présentée et validée à l’Elysée. Ce plan, piloté par Dominique Maillard, président de RTE, s’inscrit dans le projet de la Nouvelle France industrielle, structuré en 34 chantiers et lancé par le gouvernement en septem- bre 2013. Ce plan de reconquête industrielle mobilise l’en- semble de la filière des réseaux électriques intelli- gents. Il vise à court terme à constituer « l’équipe de France des réseaux électriques intelligents » en fédérant la filière, puis à moyen terme à passer des démonstrateurs à un déploiement industriel ciblé des solutions REI, et enfin à plus long terme à préparer la compétitivité de la filière. Ainsi à l’horizon 2020 l’am- bition est de placer les industries françaises en chefs de file dans une compétition mondiale stratégique et de créer au moins 10 000 emplois globalement pour le secteur. Le plan couvre un spectre très large, de l’ac- compagnement des PME et des start-up, à la question de la normalisation, en passant par la création d’une association pour fédérer la filière française. Une des actions phares, pilotée par ERDF, a pour but d’organi- ser un déploiement à grande échelle des réseaux élec- triques intelligents en France sur une zone de taille significative combinant des territoires ruraux, urbains et industriels autour d’une métropole. Une année majeure enfin pour les smart grids, avec le débat sur le projet de loi « Transition énergétique ». Cette loi est doublement fondamentale pour les smart grids. Non seulement elle éclaire la finalité collective des smart grids, mais elle précise également certaines conditions de leur déploiement comme dans l’article 59 qui offre la possibilité d’une organisation conjointe par les gestionnaires de réseaux et les collectivités publiques d’un déploiement expérimental sur un LES GRANDS DOSSIERS Introduction Démonstrateurs et expérimentations smart grids en France Thierry Sudret ERDF Régine Belhomme EDF R&D REE N°1/2015 39 Introduction LES GRANDS DOSSIERS ensemble de départements de réseaux électriques intelligents ou de dispositifs de gestion optimisée de l’énergie. A l’image de 2014, 2015 est une année tout aussi cruciale. En effet, la France est le pays hôte de la 21e conférence climat ou COP21, qui se tiendra fin 2015 (Paris Climat 2015). En tant que pays assurant la prési- dence de la COP, elle doit assurer un rôle de facilitateur auprès de toutes les parties de la négociation, pour rapprocher les points de vue et permettre une adop- tion de l’accord à l’unanimité. Cette conférence est déterminante car, sur la base des travaux de la COP20 à Lima, elle doit permettre de conclure un accord international sur le climat qui per- mettra de contenir le réchauffement global en deçà de 2 °C, au travers de toute une série de décisions : - querait à tous les pays pour faire face au dérègle- ment climatique ; modalités de financement des actions contre le changement climatique ; infra-étatique, par les collectivités locales, les orga- nisations de la société civile et les entreprises, pour amplifier la mobilisation et s’ajouter aux contribu- tions des Etats, en matière d’adaptation aux évolu- tions climatiques, de développement des énergies renouvelables et de développement des technolo- gies nécessaires à une transition vers des économies à bas carbone. C’est dans ce contexte que les réseaux électriques intelligents rentrent dans une nouvelle phase opéra- tionnelle, l’industrialisation, étape appelée de leurs vœux par l’ensemble des parties prenantes. S’ap- puyant sur les premiers résultats des démonstrateurs partagés et analysés, comme on l’a vu, en 2014, elle organise la transformation des prototypes en objets et solutions industriels, comme les smart postes sources HTB/HTA et postes de distribution HTA/BT, la super- vision du réseau BT, l’agence de conduite HTA de de- main ou encore la transformation du consommateur BT en « consomm’acteur BT » grâce notamment au compteur communicant. En parallèle, les travaux de recherche et d’expérimentation se poursuivront, pour obtenir les résultats attendus et continuer à dévelop- per des solutions innovantes et économiquement per- formantes. L’action phare de cette nouvelle phase est assu- rément l’appel à candidatures et à projets, évoqué précédemment, lancé sous l’égide des ministères en charge de l’énergie et de l’industrie et piloté par ERDF, pour le déploiement à grande échelle dans le cadre du plan Réseaux électriques intelligents. Destiné aux collectivités territoriales et établissements publics de coopération intercommunale, il permet de : plus grande que celle des démonstrateurs, qui puisse servir de vitrine industrielle ; - mique et sociétale, à plus grande échelle la crédi- bilité et la pertinence d’un ensemble de solutions étudiées individuellement dans les démonstrateurs ; - lisé, notamment des gains/surcoûts engendrés. C’est sur cette zone retenue que les gestionnaires de réseaux déploieront massivement à partir de mi-2017 les technologies et les solutions qu’ils auront retenues. Ce projet industriel illustre parfaitement l’intention de la France dans la COP21 de fédérer gestionnaires de réseaux et acteurs industriels, Etat, collectivités terri- toriales et associations pour le développement d’une économie bas carbone. Dans ce contexte, le présent dossier vise à dresser, à travers quatre articles, un panorama des enjeux et des apports des démonstrateurs smart grids pour le sys- tème électrique français selon différentes perspectives et pour différentes parties prenantes. Il présente des premiers enseignements et éclairages qui ont été ap- portés par ces démonstrateurs sur les trois plans men- tionnés plus haut, à savoir les innovations techniques ou technologiques, les modèles économiques et régulatoires, et le comportement et l’acceptabilité des clients. Il donne également des exemples de travaux prévus pour les années à venir. Mais il n’a cependant pas la prétention de réaliser une couverture exhaustive de ces sujets très vastes. Le premier article traite des évaluations éco- nomiques des smart grids. Il en présente les enjeux et les principales méthodes qui ont été développées à cette fin, telles que les analyses coûts-bénéfices (ACB) et les modèles économiques multi-agents. Il donne égale- ment un panorama des programmes smart grids dans le monde, ainsi que des projets démonstrateurs en France avec leurs principaux objectifs. Après une description des enjeux des gestionnaires de systèmes électriques et de réseaux de transport européens, le deuxième article explique l’importance de l’introduction de l’intelligence à différents niveaux (physique, logiciel et marché) et mailles spatiales, 40 REE N°1/2015 Evaluations économiques des smart grids. Enjeux, méthodes, état d'avancement et démonstrateurs Par Andrei Nekrassov, Sophie Chartres, Florent Chiappini, Mathilde Drouineau, Nouredine Hadjsaïd, Cédric Léonard ......................................................................... p. 41 Apport des démonstrateurs « smart grids » dans le transport d’électricité et les architectures de marché Par Michel Béna, Thierry Buhagiar, Christian Lemaître, Tanguy Janssen, Benjamin Guedou .......... p. 53 Enjeux et apports des démonstrateurs smart grids pour le réseau de distribution. Focus sur l’intégration de la production décentralisée, Par Maria Sebastian Viana, Gilles Malarange, Nouredine Hadjsaïd, Marc Petit ................................. p. 63 Enjeux et apports des démonstrateurs smart grids pour l’évolution des métiers de la fourniture et des pratiques de consommation d’énergie Par Guillaume Lehec, Rafael Jahn, Etienne Gehain .......................................................................................... p. 72 LES ARTICLES LES GRANDS DOSSIERS Introduction ainsi que le rôle joué par RTE, gestionnaire du réseau de transport français. Il présente ensuite les apports des démonstrateurs à travers trois exemples : « Poste intelligent » pour tester les capa- cités de systèmes de contrôle-com- mande de postes numériques dotés d’une nouvelle architecture et de nouvelles fonctionnalités, « iTesla » qui vise à développer une nouvelle génération d’outils pour l’analyse de la sécurité du réseau électrique et NEBEF qui définit un nouveau mécanisme de marché pour favoriser la gestion active de la demande. Le troisième article aborde les enjeux et apports des démonstra- teurs smart grids pour le réseau de distribution en considérant princi- palement l’intégration de la produc- tion décentralisée qui en constitue un challenge majeur. Il commence par exposer les évolutions néces- sitées par le développement de la production décentralisée et en par- ticulier des énergies renouvelables (EnR) intermittentes. Il présente ensuite les problématiques traitées et les solutions techniques ou technologiques testées dans des démonstrateurs dont l’objectif prin- cipal est l’insertion sûre et efficace des EnR dans les réseaux de distribution. Il termine en mentionnant les besoins en recherche et développe- ment dans ce domaine au-delà des démonstrateurs. Le dernier article s’attache aux apports des démonstrateurs pour l’évolution des métiers de la four- niture d’électricité et des pratiques de consommation des clients. Il passe en revue les enjeux des four- nisseurs, la conception et le test de nouvelles offres aux clients, le déve- loppement de la fonction d’agré- gation de la flexibilité des clients et le besoin de solutions techniques/ technologiques appropriées pour leur mise en œuvre. Les apports et les résultats des démonstrateurs sont ensuite illustrés à travers les exemples de deux projets, faisant intervenir des clients résidentiels. Cet article aborde également le re- tour d’expérience des expérimen- tateurs et l’acceptabilité des clients face aux nouvelles offres et aux technologies smart installées chez eux. Avec les smart grids, les clients deviennent « acteurs » à travers la flexibilité de leur consommation. Leur acceptabilité face aux techno- logies déployées et leur engage- ment dans les programmes mis en œuvre sont donc essentiels. Thierry Sudret est le directeur du projet Smart grids à ERDF, en charge de la coordination du programme de démonstrateurs smart grids et des enseignements que l’on peut en tirer. Son expérience inclut des postes de management à ERDF, EDF et GDF Suez dans les domaines de la distribu- tion et du transport d’électricité, de la finance et de l’optimisation-trading. Il a, en parallèle, enseigné l’économie à l’ENSTA. Thierry Sudret est ingénieur en télécommunications et diplômé de l’Institut d’Etudes Politiques de Paris. Régine Belhomme est chef de projet et ingénieur senior au département EFESE (Economie, fonctionnement et études des systèmes énergétiques) à la R&D d’EDF. Après avoir travaillé à Hydro-Québec (Canada), elle a rejoint EDF en 1998 et a mené des travaux sur l’insertion de la production décen- tralisée et des énergies renouvelables dans les réseaux électriques. Depuis 2007, elle est en charge de projets sur le développement de la demande active et son intégration dans les sys- tèmes électriques et dans les marchés. Régine Belhomme est ingénieur élec- tricien (électronique) et docteur en sciences appliquées (génie électrique) de l’Université de Liège (Belgique). Créditphoto:MediaboxERDF