Des smart grids électriques à grande échelle

Après le quartier et la ville comme IssyGrid et NiceGrid, les réseaux électriques intelligents adoptent désormais l’échelle départementale. C’est tout l’objet du démonstrateur Smart Grid Vendée lancé fin juin aux Sables d’Olonne.

Elaboré en réponse à l’Appel à Manifestation d’Intérêt sur les réseaux électriques intelligents lancé en 2011 par l’ADEME, le projet Smart Grid Vendée a été validé par le Premier ministre en mars 2013. Il est mené par un consortium pluridisciplinaire regroupant huit partenaires :


L’objectif est d’expérimenter à l’échelle d’un département de nouvelles solutions conçues pour gérer le système de distribution de l’électricité dans le contexte d’une production accrue d’énergies renouvelables (EnR) et du développement de nouveaux besoins et usages de l’électricité comme, notamment, la recharge de véhicules électriques.

Prévue sur cinq ans, l’expérimentation entend « explorer plus avant la voie ouverte par un ensemble de projets de R&D sur le territoire français » et doit permettre de « définir les nouveaux outils de pilotage pour un réseau électrique intelligent capable de tirer le meilleur parti des EnR et de la modulation de la consommation ». D’un budget de 28 M€ jusqu’à fin 2017, le projet bénéficie d’un soutien de l’ADEME à hauteur de 9,5 M€.

Pourquoi la Vendée ?

La Vendée compte 282 communes qui, toutes, sont membres du SyDEV lui-même
fortement impliqué dans la MDE et les EnR depuis plus de dix ans*. Dans le département, pas moins de 8% de l’électricité consommée sont issus d’énergies renouvelables (éolien, PV, hydraulique), ce qui représente le double de la moyenne nationale. De plus, la totalité des installations d’EnR est raccordée au réseau géré par ERDF.

L’expérimentation va porter sur 6 parcs éoliens, 30 sites PV, 100 bâtiments publics, 10 000 points lumineux, 8 sites industriels, 6 postes sources (abaissant la tension de 90 000 volts à 20 000 volts) et quelques postes de transformation (abaissant la tension de 20 000 volts à 230 volts). Une action spécifique doit être lancée auprès de l’ensemble des collectivités locales sur le thème de la maîtrise des consommations, de la production à partir d’EnR et des apports à la « flexibilité » du réseau (cf. diminution de la pointe de consommation).

En parallèle, le projet va contribuer à la mise en place d’un centre de compétences « smart grid » et d’une formation nationale d’ingénieurs « Smart Grid » à la Roche-sur-Yon dès la rentrée 2014 dans le cadre du CNAM Vendée.

* Le SyDEV a concentré son activité de producteur d’énergies renouvelables au sein de la SEM Vendée Energie.

Les quatre points clés du projet

Le projet Smart Grid Vendée s’appuie sur l’installation de capteurs télécommandés sur cent bâtiments publics (mairies, piscines, écoles…) afin de renforcer l’intelligence et la réactivité du réseau électrique et favoriser la maîtrise de la demande en énergie et sur la mise en place de nouveaux automatismes sur le réseau afin de gérer de façon dynamique les moyens de production d’énergies renouvelables.

Il s’appuie aussi sur le développement de solutions informatiques innovantes de simulation et de prévision (production, consommation et état global du réseau électrique) et sur la création d’outils d’aide à la décision et au pilotage actif de la consommation et de la production. La prévision pourra aller de J-14 à H-30 mn. Au total, pas moins de 300 nouveaux capteurs de mesures et 500 compteurs communicants Linky devraient être mis en œuvre.

Un rôle majeur dans la modernisation du réseau électrique

Favorisant l’émergence de nouvelles solutions technologiques dans le domaine de l’efficacité énergétique, en particulier dans l’optimisation de la gestion de l’énergie électrique, le projet Smart Grid Vendée vise à jouer un rôle déterminant dans la modernisation du réseau électrique.

Les outils de pilotage actif et les dispositifs d’optimisation ainsi développés devraient pouvoir à terme être généralisés sur le territoire national. A cet égard, l’étude sociétale d’acceptabilité également prévue dans le cadre du projet (cf. gestionnaires et utilisateurs des bâtiments publics, consommateurs-acteurs impliqués…) devrait être riche d’enseignements.

HBD

Enjeux du projet pour les partenaires

Pour le SyDEV, Smart Grid Vendée sera l’occasion d’étudier l’impact des technologies smart grid sur les coûts d’investissements évités dans le cadre du renforcement et du renouvellement des réseaux de distribution dont il est propriétaire.

Le démonstrateur permettra aussi d’évaluer la faisabilité technico-économique du pilotage centralisé de l’ensemble de l’éclairage public du département et de proposer aux collectivités locales des solutions technologiques innovantes pour leurs bâtiments. Enfin, les technologies mises en œuvre devraient faciliter le développement de nouvelles ressources de production énergétique (cf. méthodes innovantes de raccordement surtout)

A travers ce projet grandeur nature, ERDF – Electricité Réseau Distribution France – souhaite rechercher une nouvelle optimisation du système électrique en prévisionnel et en temps réel et définir les interactions à mettre en oeuvre parmi les acteurs, les caractéristiques des outils développés et les nouveaux métiers associés.

De son côté, RTE – Réseau de transport d’électricité – entend évaluer l’intérêt des nouveaux leviers de flexibilité pour l’exploitation du réseau de transport (ex. : gestion de la pointe) ; valider la chaîne d’information reliant agrégateur, centrale virtuelle et distributeur ; valoriser les services fournis par les nouveaux entrants comme services au réseau de transport tout en participant à la création d’un système électrique durable en Vendée.

Particulièrement impliqué dans les solutions pour la transmission d’électricité et l’intégration des énergies renouvelables et distribuées, Alstom se focalise dans cette expérimentation sur le Système de gestion de ressources distribuées (DERMS) à travers deux volets : les opérations commerciales (solutions d’optimisation des actifs en vue d’interface Marché) et les opérations techniques (solutions d’optimisation des actifs en vue d’interface gestionnaire de réseau).

Développeur de la solution brevetée ThingPark, un système de communication machine à machine (M2M) adapté aux applications de très grand volume et rendant des missions critiques, la jeune société Actility va se concentrer sur les évolutions des systèmes d’information des réseaux liés au contrôle d’admission et à l’ajustement, les évolutions des mécanismes de marché nécessaires à la mise en oeuvre de ces nouveaux mécanismes et la ‘modélisation thermique inverse’ (MTI) des bâtiments publics.

Par exemple, pour faire face aux besoins émergents en contrôle, des protocoles de communication normalisés bidirectionnels et à latence faible seront nécessaires tout comme le seront les interfaces temps réel entre les différents systèmes (ex. : parcs éoliens et solaires, stations de recharge de véhicules électriques…).

S’agissant de la MTI des bâtiments publics, Actility étudiera en particulier le déplacement de consommation, l’ajustement et la gestion prédictive (ex. : intégration des prévisions météo court terme pour éviter les consommations inutiles surtout dans les bâtiments à forte inertie thermique).

Spécialiste du génie électrique, des systèmes d’information et de communication et des services associés, Cofely-Ineo va concevoir et déployer le système de management de l’énergie des bâtiments publics, de l’éclairage public et des sites de production d’énergies renouvelables. La société du groupe GDF Suez Energie Services va également étudier différentes solutions de stockage d’énergie et pourrait mettre en œuvre un démonstrateur spécifique à ce domaine.

Acteur majeur des infrastructures électriques et numériques du bâtiment, Legrand est impliqué dans l’optimisation de l’efficacité énergétique de la chaîne de valeur électrique, l’intégration des EnR, véhicules électriques et solutions de stockage ainsi que dans la gestion fine et réactive de la demande en énergie.

Il expérimentera ici le déploiement de nouveaux systèmes d’acquisition de mesures via une instrumentation des postes sources (solutions de sa filiale Alpes Technologie) et la mise en oeuvre de nouvelles solutions permettant la mesure, l’affichage, l’analyse et le pilotage des charges dans les bâtiments ainsi que la communication entre l’ensemble des acteurs de la chaîne de valeur électrique pour définir quand, comment et à quel prix l’électricité est consommée et produite.

Le CNAM – Conservatoire national des arts et métiers – va réaliser une étude comportementale sur les ‘consom’acteurs’ afin d’analyser l’acceptabilité par les utilisateurs et les gestionnaires de bâtiments publics vendéens des équipements mis en place. Il va par ailleurs élaborer un programme académique pour le Cycle Ingénieur Smart Grid, en partenariat avec ATEE et les industriels membres du consortium.

Enfin le CNAM va déployer une plate-forme de recherche permettant à des chercheurs et aux élèves du Cycle Ingénieur de tester leurs algorithmes et leurs hypothèses sur les réseaux mis à disposition par le démonstrateur et sur les matériels de mesure déployés.

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