Avec le Smart Grid, les réseaux de distribution d’énergie deviennent “intelligents”

En faisant appel à l’internet des objets (IoT) et à l’intelligence artificielle (IA), le concept de Smart Grid permet de gagner en efficience énergétique. Il facilite également la supervision et la maintenance d’un réseau d’électricité ou de gaz. Explications
 
Dans nos vies connectées, tout est smart. Nous habitons un smart building au cœur de la smart city. Nulle raison que le réseau de distribution d’énergie qui circule dans la ville intelligente ne soit pas, lui aussi, smart. A la frontière entre la transition écologique et la transformation numérique, un smart grid favorise la circulation des données entre un fournisseur et les consommateurs afin d’ajuster les flux en fonction de modèles prédictifs. Objectif : gagner en efficience énergétique.

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Intelligence artificielle et internet des objets

Ce réseau intelligent fait appel aux dernières technologies en date comme l’intelligence artificielle et l’internet des objets (IoT) pour optimiser son exploitation et prévenir les dysfonctionnements. Cette digitalisation rend aussi possible des usages innovants comme les bornes de recharge des véhicules électriques ou l’autoconsommation pour les particuliers.
 
En quelque sorte, le smart grid est une couche numérique qui se surajoute au réseau physique. En plaçant une multitude de capteurs connectés sur les postes sources et les transformateurs, un distributeur d’énergie peut, de façon proactive, surveiller et agir en temps réel sur son réseau. Ce qui ouvre la voie à la maintenance prédictive.
 
Les compteurs intelligents, Linky pour l’électricité et Gazpar pour le gaz naturel, présentent l’illustration la plus parlante du concept de smart grid. Alors que leur déploiement doit s’achever cette année pour le premier et en 2022 pour le second, ces deux boîtiers constituent une brique essentielle dans la nouvelle architecture des réseaux d’énergie en France. Avec Linky et Gazpar, les particuliers deviennent “consomm’acteurs” en suivant leur consommation au jour le jour sans attendre le prochain relevé. Du côté des opérateurs, la télérelève réduit drastiquement le nombre d’interventions sur site.

 La délicate maintenance des lignes à haute tension et des éoliennes

Appliqué à une échelle locale, un micro-grid permet à un particulier ou à un quartier de vivre en autarcie avec l’énergie produite par une éolienne locale ou des panneaux photovoltaïques, et de revendre le surplus à un opérateur. Au niveau collectif, le smart grid permet d’anticiper les pics de charge et prévenir les coupures d’électricité en hiver quand la demande dépasse l’offre. Ce qui évite le recours à des centrales thermiques ou à l’achat d’énergie à l’étranger.
 
En matière de maintenance, les capteurs disséminés sur le réseau “surveillent” les conditions météorologiques ou la température des lignes électriques. Des données qui permettent d’évaluer quelles peuvent être les capacités optimales de transport d’énergie à un moment donné mais aussi de prévenir les pannes.
 
Cette valorisation de la donnée terrain ouvre la voie à la télémaintenance. Un point clé sachant que l’inspection et la maintenance d’infrastructures à grande altitude, comme les lignes à haute tension ou les éoliennes, sont particulièrement délicates. Pour ces installations difficiles d’accès, les gestionnaires font déjà appel aux drones ou aux robots.
 
L’analyse de ces données est aussi utilisée pour dimensionner le réseau en fonction des évolutions anticipées de la production et de la consommation. Rappelons que le surplus d’électricité est difficile à stocker et que les énergies renouvelables sont, elles, intermittentes, dépendant de la force du vent ou de l’exposition au soleil.

Enedis déploie des centaines de milliers d’objets connectés

En France, le gestionnaire de réseau d’électricité Enedis (ex ERDF) a fait appel à Orange Business Services (OBS) afin de l’accompagner dans son projet de transformation des réseaux de distribution actuels en smart grids. Le contrat prévoit le raccordement au réseau IP de plus de 3 000 sites industriels et tertiaires et la connexion d’ici 2026 de “plusieurs centaines de milliers d’objets connectés”.
 
Ce chantier permettra à Enedis, selon le communiqué de presse, “de développer considérablement la collecte des données sur les flux d’énergie, la surveillance de l’état en temps réel des postes de transformation électrique, les automatismes d’auto-cicatrisation en cas de défaut et les capacités de gestion à distance (maintenance et exploitation) pour l’ensemble du réseau électrique.“
 

Un réseau privé ultra-sécurisé

C’est OBS qui assurera l’exploitation, la maintenance et la supervision du réseau de communication privé qui connectera les sites d’Enedis. Ce réseau étendu (WAN) permettra “la généralisation de nouveaux systèmes de maintenance prédictive en transportant les données de capteurs déployés sur les organes clés des sites industriels” Il offrira aussi aux techniciens “un véritable bureau mobile en proposant l’accès en wifi à leur environnement de travail“.
 
En termes de cybersécurité, la multitude d’objets connectés augmentera de facto la surface de risque de l’opérateur. Ce réseau sera parfaitement cloisonné, disposera des meilleurs outils de sécurisation et de cryptage et une surveillance sera assurée nuit et jour pour éviter tout piratage, assure un article du site Les Smarts Grids.
 
Avec ce projet, Enedis réduira considérablement à la fois les coupures d’électricité et ses coûts de sa maintenance, selon la même source. “La pose de capteurs sur les organes clés des sites industriels permettra au gestionnaire de généraliser la maintenance prédictive. En anticipant les pannes et en programmant des opérations de maintenance en fonction de l’état réel des équipements, mesuré par un capteur ou supposée par un algorithme d’intelligence artificielle.“

Le projet Gontrand de GRDF

De son côté, GRDF, l’équivalent d’Enedis pour la distribution du gaz, s’est engagé dans le projet Gontrand – GestiON Temps Réel d’un RéseAu National de Distribution – qui vise à favoriser la montée en puissance du biogaz en développant de outils de gestion en temps réel de son réseau, façon smart grid.
 
Comme l’explique le site Tenerrdis, le biométhane est produit de façon décentralisée par des producteur locaux ce qui rend la gestion des infrastructures gazières plus complexes. Le réseau doit gérer cette contrainte mais aussi s’adapter à la demande des consommateurs. Une équation que seul peut résoudre un smart grid.
 
Au-delà de ces chantiers d’ampleur nationale, des métropoles et des collectivités territoriales expérimentent les promesses du smart grid à un niveau local. On peut citer les initiatives IssyGrid, Nice Grid, Smart Grid Vendée ou Smart Occitania. Smart grid et smart city sont de fait des concepts indissociables. Le premier permet de réduire l’empreinte carbone de la ville intelligente par une gestion optimisée de la distribution d’énergie.