"Smart Grids" : l'intelligence au coeur de la révolution énergétique - L'atelier

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Cette actualité a été publiée le 09/09/2011 à 20h47 par Kannie.


"SMART GRIDS" : L'INTELLIGENCE AU COEUR DE LA RÉVOLUTION ÉNERGÉTIQUE

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"Smart Grids" : l'intelligence au coeur de la révolution énergétique

 

Vous souvenez-vous de la grande panne électrique du 4 novembre 2006 ? Ce soir-là, 10 millions d'Européens, dont 5 millions de foyers français, se sont retrouvés dans le noir... Tout cela, à cause d'un seul bateau, tout juste sorti d'un chantier naval allemand, qui souhaitait gagner la mer du Nord par la rivière Ems.

Le problème, c'est qu'il existe une ligne à haute tension de 400 000 volts enjambant cette même rivière. Or le mât du bateau passait un peu trop près de la ligne : il existait donc un risque de formation d'arc électrique. On avait convenu de couper temporairement la ligne au passage du bateau, ce qui devait se produire à l'aube, aux heures creuses. Mais voilà que le capitaine change ses plans, qu'il s'engage dans le passage en plein pic de consommation électrique (21h30) : on n'arrive pas à le joindre, et le gestionnaire de réseau doit couper la ligne en catastrophe.

L'ensemble du réseau électrique européen se retrouve alors scindé en trois zones, qui ne communiquent plus. Or à ce moment-là, l'Europe entière est devant sa télévision, il fait froid, les foyers français siphonnent à qui mieux mieux l'électricité produite dans les centrales allemandes... La coupure d'une seule ligne va changer toute la donne !

A l'est, on produit soudain trop d'électricité pour la demande globale, et le réseau se retrouve en surtension ; à l'ouest (dont en France) et au sud-est (Balkans), c'est l'inverse : la fréquence du réseau chute par sous-alimentation — provoquant au passage l'arrêt de toutes les éoliennes (10% de l'électricité produite alors), ce qui aggrave encore la pénurie... Dans ces cas-là, les déséquilibres s'accumulent en cascade, et l'effondrement de tout le réseau menace.

Pour éviter un black-out total, les opérateurs n'ont d'autre choix que d'opérer des délestages, c'est-à-dire de couper le courant dans certaines zones avec l'espoir de rétablir, au final, l'équilibre dans le réseau entre la production et la consommation. Voilà comment par faute d'un bateau, on arrive à une méga-panne.

Les leçons d'une panne

L'épisode, heureusement, n'a pas duré longtemps ; mais on comprend qu'il ait donné des sueurs froides aux autorités. Il illustre la fragilité du réseau électrique, non seulement en Europe, mais partout dans le monde. Cette fragilité s'explique par plusieurs raisons.

- Tout d'abord, l'électricité ne se stocke pas : elle doit être consommée aussitôt produite.

- Ensuite, sa consommation augmente d'année en année.

- Enfin, les réseaux ont initialement été déployés sur les territoires par les gouvernements, dans des perspectives à la fois nationales et centralisées : de grandes unités de production, tournées d'abord vers l'approvisionnement des foyers et des usines du pays. Il existe, bien entendu, des connexions avec les pays voisins, mais en petit nombre —si bien qu'une seule défaillance menace l'équilibre de tout un continent, comme l'a montré la panne de 2006.

Il est clair que le modèle historique est remis en cause par la globalisation de l'économie et la montée de la demande énergétique.

Le casse-tête de l'Europe électrique

Pendant ce temps, les unités de production se multiplient elles aussi : la distribution, autrefois ultra-centralisée, s'éparpille ; une éolienne, par exemple, est une petit centrale autonome, conçue pour se désactiver automatiquement en cas de sous-tension... Eoliennes et panneaux solaires locaux s'ajoutent aux infrastructures existantes et doivent s'y intégrer.

La solution des fourmis

A ces défis, les smart grids apportent une réponse directement inspirée de l'informatique. Car les réseaux d'ordinateurs, à l'image de ceux qui font tourner Internet à l'échelle mondiale, se révèlent beaucoup plus robustes que leurs homologues électriques : après le séisme dévastateur survenu en 2010 en Haiti, l'accès à Internet du pays a été rétabli en quelques jours.

Le secret de la résistance de ce modèle tient : à la densité du maillage ; à la décentralisation poussée de l'architecture ; et à l'autonomie des agents.

En forçant le trait, on peut dire que tout le monde communique avec tout le monde, si bien qu'un relais défaillant est immédiatement contourné. Par ailleurs, chacun est plus ou moins "libre de ses décisions", au sens où il ne dépend pas d'un grand régulateur qui lui dit quoi faire.

Mais où est "l'intelligence centrale" du réseau, me demanderez-vous ?

Eh bien, il n'y en a pas. Chaque acteur dispose d'une "intelligence minimale" qui lui permet, en gros, de tenir sa place dans le réseau, pas davantage ; il dispose en outre d'une capacité à communiquer avec les autres, de recevoir leurs messages et d'en envoyer. C'est la combinaison de toutes ces intelligences minimales qui permet d'obtenir des effets de régulation complexes et réactifs, à l'image des comportements qu'on peut observer dans une colonie de fourmis.

Au lieu de multiplier les interconnexions ruineuses, tâchons de rendre chaque maillon de la chaîne plus autonome, pour optimiser l'ensemble. Et déléguons —partiellement— l'intelligence du réseau non plus à des hommes, mais à des systèmes automatiques simples, multiples, voire décentralisés. Dès lors, une coupure à Papenburg est répercutée à toutes les "fourmis" voisines, qui réagissent immédiatement, à leur petite échelle... De proche en proche, le réseau se rééquilibre d'un bout à l'autre du continent.

Telle est, dans ses grandes lignes, la philosophie des smart grids.

Tel est donc le programme : utiliser les avancées les plus récentes de la télécommunication et de l'informatique de pointe (intelligence artificielle, notamment) pour rendre les réseaux électriques plus intelligents.

La notion de smart grid regroupe des activités très diverses : production, fourniture et stockage d'énergie, informatique, télécoms, fabrication de matériels électriques. C'est donc un écosystème foisonnant. Y évoluent d'abord de petits poissons —start-up ambitieuses, comme l'Américain Tendril, spécialisé dans les communications boîtier-réseau. On y trouve aussi des compagnies plus établies. Quand les fonds s'en mêlent, c'est toujours un signal fort.

Très logiquement, les requins —les plus grands noms du secteur électrique, mais aussi du hi-tech- sont à leur tour de sortie : General Electric, American Electric Power, Whirlpool, Google, Cisco, Schneider, Siemens, entre autres.

Une multitude d'initiatives

Selon une étude d'un cabinet américain, Pike Research, le secteur pourrait peser près de 80 milliards de dollars d'ici à une décennie. La France met 28 millions d'euros sur la table. Le président Obama, il y a deux ans, a lancé un programme de financement des smart grids de 3,4 milliards de dollars. La Chine a investi le double en 2010 ; au total, Pékin envisagerait de mettre 270 milliards d'euros (2 500 milliards de dollars de yuans) dans ses réseaux électriques d'ici à 2015 !
 

Un article de Sylvain Mathon, rédacteur de Matières à Profits

 





Auteur : Sylvain Mathon

Source : edito-matieres-premieres.fr