Des smart grids en Afrique ?

06/05/2016
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2016-2:16500
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Des smart grids en Afrique ?

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REE N°2/2016 55 L’AFRIQUE ET L’ÉLECTRICITÉ DOSSIER 1 Aperçu sur les smart grids vus d’Afrique Les smart grids, de par une instru- mentation accrue du réseau et de ses différents ouvrages, permettent d’opti- miser le développement, la conduite et l’exploitation des réseaux tout en amé- liorant leur sécurité et leur résilience. En instrumentant les postes de trans- formation ainsi qu’en ajoutant des auto- matismes et du matériel moderne de contrôle-commande à des points stra- tégiques du réseau, certaines pannes peuvent être résolues à distance, voire de manière automatique, à l’aide de fonctionnalités d’auto-cicatrisation du réseau. Une meilleure supervision per- met également d’optimiser les sollicita- tions des différents équipements afin d’améliorer leur durée de vie, ou encore de planifier au plus juste des besoins les investissements nécessaires sur le réseau. Ces fonctionnalités smart grids s’appuient sur des infrastructures de télécommunication et des systèmes d’information qui peuvent être plus ou moins sophistiqués en fonction du de- gré d’automatisation et de la complexité des solutions mises en œuvre. Dans beaucoup de pays développés, la vision des smart grids englobe des nouveaux services à l'aval du comp- teur (maîtrise de la demande d’énergie, recharge de véhicules électriques…) en s’appuyant notamment sur le déploie- ment de millions de compteurs intelli- gents. Un tel déploiement en Afrique pourrait être pertinent à condition que ces compteurs soient au service de l’ob- servabilité et des études de planification du réseau : fiabilisation de la cartographie et des données patrimoniales, localisa- tion plus rapide des défauts, meilleure connaissance des pertes techniques et non techniques et maîtrise de la qualité de fourniture en passant par l’aide à l’in- tégration des énergies renouvelables. A contrario, si l’objectif est principalement de lutter contre la fraude et de sécuri- ser les rentrées de revenus vis-à-vis des consommateurs, les solutions de comp- tage à prépaiement sont suffisantes. En Afrique, cette gestion des flexibi- lités en aval des compteurs est moins prioritaire car peu d’acteurs sont concer- nés. On peut toutefois noter quelques initiatives au Sénégal dans ce sens avec la mise en place de mécanismes d’effa- cement de consommation visant de grands industriels. Domaine d’applicabilité Lorsque l'on évoque les smart grids en Afrique, il est nécessaire de préci- ser qu’il s’agit principalement des zones urbaines et périurbaines. L’idée d’utili- ser les smart grids comme moyens de répondre aux nombreux défis des micro- grids en électrification rurale semble séduisante d’un point de vue technique. Cependant, les modèles économiques associés manquent de maturité et leur rentabilité est compromise du fait, entre autres, de la taille limitée des réseaux concernés qui ne facilite pas les écono- mies d’échelle. Pistes de solutions En tenant compte des spécificités lo- cales concernant l’accroissement rapide des grandes villes, une voie semble particulièrement pertinente à étudier : celle d’un développement progressif de zones périurbaines intelligentes via des micro-grids. Cela répondrait aux be- soins des communautés en attente de l’extension du réseau électrique tout en permettant ultérieurement de se cou- pler au réseau interconnecté dès que ce dernier arrivera dans la zone. D’autre part, les smart grids per- mettent de diminuer ou de décaler les investissements en nouveaux moyens de production dans la mesure où : renouvelables intermittentes grâce à des mécanismes performants de pré- vision de la production ; - lutions de gestion des flexibilités telles que le stockage ou les effacements de consommation. Le gestionnaire du réseau de trans- port français a pris cette direction il y a quelques années, en se dotant en 2009 Des smart grids en Afrique ? Par Henri Boyé1 , Moussa Bagayoko2 Ingénieur général honoraire des ponts, des eaux et des forêts1 , Directeur général, Yélé consulting2 This paper discusses smart grids as a promising solution to the grid issues in the African continent. To do so, it defines smart grids in relation to the African grid and the range of expertise associated with it. Various solutions are suggested in order to depict the positive impact of smart grids on the African citizen daily life. The progressive approach towards smart grids is then clarified and illustrated. Through the paper, various examples of African initiatives in smart grids are also presented. A final conclusion reminds the reader that the African smart grid is a recipe which will be successful only if all the necessary ingredients are put together in a relevant and efficient way. ABSTRACT 56 REE N°2/2016 L’AFRIQUE ET L’ÉLECTRICITÉDOSSIER 1 d’un outil baptisé IPES (Insertion de la production éolienne et photovoltaïque sur le système) pour optimiser l’inser- tion des énergies renouvelables grâce notamment à des prévisions fines de production. De nouveaux mécanismes réglementaires ont également vu le jour, comme le NEBEF (Notification d’échanges de blocs d’effacement), per- mettant à des opérateurs d’effacement de disposer d’un nouveau levier d’ajus- tement de l’équilibre offre/demande. En outre, sans être la solution mi- racle qui va résoudre tous les soucis d’approvisionnement électrique que rencontrent des millions d’Africains dans leur vie quotidienne, les smart grids par- ticiperont à la diminution des temps de coupure, à l’accélération des réalimen- tations en cas de pannes ou encore, au renforcement de la sécurité et de la qua- lité de la fourniture d’électricité. Rappelons par ailleurs que, du fait de la faiblesse des infrastructures énergé- tiques dans certaines régions d’Afrique, d’importants investissements seront nécessaires pour la remise en état et la modernisation des réseaux. Par consé- quent, cette remise en état doit antici- per l’avenir en misant dès aujourd’hui sur des matériels et des systèmes com- patibles avec les technologies smart grids. En d’autres termes, quand un opérateur investit par exemple dans de nouveaux transformateurs ou systèmes de contrôle-commande, il devrait choi- sir des solutions qui pourront facilement évoluer vers les smart grids (emplace- ments pour capteurs physiques de me- sure, système de communication, prise en charge de la cybersécurité…). La mise en place de ces nouvelles techno- logies évolutives vers des réseaux élec- triques intelligents pourrait permettre à l’Afrique de rattraper plus rapidement son retard en la matière. A noter que cette prise de conscience autour de l’opportunité que repré- sentent les projets smart grids pour l’Afrique est notamment illustrée par l’organisation de deux forums dédiés de ASEA-UPDEA1 , “Africa Smart Grid Forum“, l'un en 2014 à Abidjan, l'autre en 2016 au Caire. Comment aller vers les smart grids ? La question est maintenant de savoir comment faire passer les réseaux du conti- nent africain, souvent obsolètes, à l’âge des smart grids ? Comment permettre aux états africains, comme à d’autres pays en voie de développement, de réussir ce saut technologique et de transformer une contrainte en opportunité ? S’insérer dans une démarche smart grid, c’est avant tout s’appuyer sur un schéma directeur multidimensionnel (matériel, télécoms, système d’informa- tion, ressources humaines) afin d’éviter de s’enfermer dans une vision à court terme centrée sur quelques réalisations technologiques. La priorité dans l’électrification « smart » de l’Afrique portera certaine- ment sur un ensemble de matériels électrotechniques « de base », allant pro- gressivement vers plus d’automatisation, d’observabilité et de commandabilité. Les évolutions techniques sont très rapides et les retours d’expérience des 1 ASEA/UPDEA - Association des Sociétés d'Electricité d'Afrique/Union des Producteurs, Transporteurs et Distributeurs d'Energie élec- trique d'Afrique. projets smart grids doivent être intégrés au fil de l’eau dans les choix des opéra- teurs. La méthodologie des “use cases”, issue du modèle SGAM (Smart Grid Architecture Model), est une démarche innovante qui permet de donner une cohérence d’ensemble en permettant de traduire les intentions stratégiques en objectifs concrets associés à des ob- jets « smart » (capteurs, solutions télé- com, logiciels, etc.). Enfin, l’aspect humain est essentiel pour prévoir l’avenir, en termes de res- sources humaines, de formations et de métiers. De nouvelles compétences sont nécessaires, en instrumentation capteurs, gestion de projets, SI télécom, fiabilisation et valorisation des données, accompa- gnement des utilisateurs finaux... La démarche progressive est valable dans tous les pays, mais plus particu- lièrement en Afrique, continent encore neuf au plan électrique, pour relever les défis des réseaux électriques intelligents. Cette progressivité qui dépend du niveau de maturité initiale peut être décompo- sée en quatre paliers (figure 2) : 1. le premier palier consiste à renforcer les réseaux de transport et de distri- bution pour les rendre plus robustes et plus résilients afin de redresser la qualité de fourniture ; 2. le deuxième palier a pour objectif d’instrumenter le réseau (en choi- sissant des équipements qui anti- cipent l’évolution vers un réseau plus Figure 1. REE N°2/2016 57 Des smart grids en Afrique ? «smart») et de mettre en place les systèmes permettant son observabi- lité et un minimum de contrôle sur les tronçons les plus sensibles ; 3. parallèlement, le troisième palier vise à la mise en place des conditions réglementaires et leviers contractuels solides entre les différents acteurs du système électrique. De telles évolu- tions réglementaires sont apparues en France récemment pour notam- ment prendre en compte l’arrivée des nouveaux acteurs que sont les agrégateurs de flexibilités. De même, il faudra investir dans le renforcement des compétences humaines ; 4. enfin, le quatrième palier apporte la touche finale en faisant évoluer les réseaux vers le smart grid en choi- sissant là aussi des voies propres à chaque situation locale. Conclusion La transition vers les nouvelles tech- nologies de l’information et de la com- munication est en marche en Afrique. L’opérateur téléphonique français Orange l’a bien compris en signant un partena- riat avec Engie visant à apporter l’électri- cité aux habitants de certaines régions n’ayant pas encore accès au réseau. Le partenariat vise à la fois l’alimentation en électricité des consommateurs mais également le développement des infras- tructures de télécommunication en vue notamment de déployer des solutions de compteurs intelligents. Le Sénégal en 2016, puis le Cameroun en 2017, seront les premiers pays concernés. Les besoins de modernisation des réseaux électriques constituent une op- portunité unique d’apprendre, à partir du retour d’expérience des pays industriali- sés, et d’aller de l’avant. Il est également nécessaire d’assurer la compatibilité avec de nouveaux concepts et avec les tech- nologies du futur. En effet, il est indispen- sable d’éviter les verrous technologiques, car la durée de vie d’un équipement de réseau peut être supérieure à 50 ans. La normalisation doit aussi être anticipée : normes, standards et protocoles parta- gés, compatibilité et tropicalisation des matériels électroniques (compteurs et concentrateurs) pour qu’ils supportent la chaleur et l’humidité. Préparer l’avenir des smart grids dans les pays en développement est un grand enjeu de coopération technique. Avec anticipation, renforcement des capacités (capacity building), formation et développement des compétences, le continent africain pourrait devenir le laboratoire des smart grids de demain ! Figure 2 : Les quatre paliers d’une approche « smart grid ». LES AUTEURS Henri Boyé, ingénieur général ho- noraire des ponts, des eaux et des forêts, a œuvré en France dans le domaine de l’énergie, notamment dans le contrôle du nucléaire et des barrages. Il a ensuite rejoint EDF International, en tant que directeur Afrique puis délégué général au Maroc et expert en énergies renou- velables. Au CGEDD, Conseil général de l’environnement et du dévelop- pement durable, il a été coordonna- teur énergie et climat. Aujourd’hui, il est consultant en énergie (USAID- ECODIT), il conseille à Kinshasa les services du premier ministre de RDC. Moussa Bagayoko, consultant ex- périmenté, a créé Yélé Consulting en 2010 en France, puis CIFED In- génierie et Formation au Mali pour apporter une réponse globale et à forte valeur ajoutée aux enjeux de la transition énergétique, tout parti- culièrement sur le volet numérique. Passionné par l’innovation, il accom- pagne depuis plusieurs années les grands groupes du secteur éner- gétique français, notamment sur la mise en place de compteurs élec- triques intelligents ou le déploiement d’expérimentations smart grids.