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Energy Challenge

13 septembre 2018 11:01; Act: 13.09.2018 16:47 Print

Les clients flexibles doivent payer moins

par Stephanie Sigrist - Une équipe de recherche de la Haute Ecole de Lucerne participe au développement de réseaux électriques intelligents. De quoi s’agit-il?

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L’énergies éolienne et solaire gagne en importance et le réseau électrique doit être renforcé et transformé en conséquence. Il doit être adapté à la production d’électricité variable générée par les installations solaires et éoliennes. En même temps, et notamment en raison de l’émergence des voitures électriques, la demande en électricité augmente. Le réseau devrait être exploité de manière homogène, alors que la sécurité des approvisionnements ne doit à aucun moment être compromise. Dans le cadre du projet de recherche européen Power Alliance (voir encadré), une équipe de la Haute Ecole de Lucerne dirigée par la mathématicienne Gwendolin Wilke étudie dans quelle mesure il est possible de prédire la consommation d’énergie des consommateurs d’électricité à l’aide de modèles mathématiques. 20 minutes s’est entretenu avec la chercheuse.

Dans quelle mesure l’émergence des énergies éolienne et solaire affecte-t-elle le réseau électrique suisse?
Avec l’émergence des éoliennes et des centrales solaires, les sources d’énergie électrique ne sont plus aussi fortement concentrées en un seul lieu que les centrales classiques. L’énergie n’est plus seulement distribuée depuis un emplacement central vers le consommateur, mais notamment alimentée par nombre de petits producteurs locaux du réseau. On parle là d’architecture décentralisée du réseau électrique. Une autre différence par rapport aux centrales, c’est le fait qu’on ne peut pas décider quand et combien d’énergie produire. La production d’énergie dépend plutôt de la météo. Par exemple, lors d’un été ensoleillé, clair et frais, un pic de production survient souvent puisque toutes les installations solaires injectent de l’énergie dans le réseau à un rendement maximal. Cela exige en principe de la part du réseau bien plus de stabilité et de capacités que ce qui était attendu de lui jusque-là, et excède partiellement ses possibilités.
Afin de résoudre ce problème, une partie du réseau est renforcée et la conception d’un réseau intelligent, ce qu’on appelle un «smart grid», est en cours. Celui-ci vise à optimiser l’utilisation à plein rendement du réseau électrique grâce à des prévisions précises et à la régulation de la consommation. La production d’énergie ne peut plus continuer à s’adapter à la consommation; c’est la consommation qui doit à l’avenir s’adapter à la production.

Qu’est-ce que cela change pour les consommateurs?
En raison du vieillissement des composants, une partie du réseau électrique doit être constamment renouvelée. Chacune de ces rénovations coûte très cher et doit être répartie entre l’ensemble des consommateurs d’électricité. Lors de la transformation du réseau en un smart grid, il faut répondre aux besoins de cette transformation de la manière la plus efficace possible, afin que, lors des prochains renouvellements de pièces du réseau, la nouvelle architecture décentralisée et la volatilité des nouvelles sources d'énergie renouvelable soient prises en compte.
On développe actuellement de nouveaux modèles commerciaux qui contribuent à réduire les coûts de mise en œuvre et à ce que toutes les parties prenantes soient gagnantes. Cela concerne les exploitants de centrales électriques, les fournisseurs d’énergie et les négociants en énergie, de même que les entreprises, les quartiers et les ménages privés.

Comment atteindre ce résultat?
La seule condition est de participer à la flexibilisation du réseau. Pour ce faire, des algorithmes intelligents sont développés et incitent les consommateurs à utiliser le courant lorsqu’il est disponible – par exemple la chambre froide d’une chaîne alimentaire ou mon chauffe-eau à la maison. Dans nos deux exemples, l’achat de courant ne peut être reporté à volonté, pour que le consommateur ne soit pas dérangé dans ses habitudes et besoins. On ne peut en effet remonter la température de la chambre froide selon notre bon vouloir, et il faut que mon chauffe-eau prépare de l’eau chaude pour que je puisse me doucher le soir après le travail. Afin de garantir tout cela, la consommation et les besoins des consommateurs doivent être connus d’avance. Dans ce but, le groupe de recherche Mobile und Smart Systems («systèmes mobiles et intelligents») de la HSLU développe des algorithmes spécialisés dans les prédictions de consommation sur le smart grid.

Quelles données sont nécessaires pour prédire de manière fiable la consommation d’électricité des 24 prochaines heures?
Toute prévision se fonde sur l’historique. L’évolution des données de la consommation passée servent également dans ce cas de base à partir de laquelle établir la prédiction. L’exactitude du pronostic ne découle toutefois pas uniquement de la quantité des données et des algorithmes utilisés, mais également de la profondeur des informations de contexte examinées. Il s’agit par exemple des jours fériés ou des données météorologiques.

Outre les avantages écologiques, y a-t-il d’autres arguments en faveur des smart grids?
D’une part, les consommateurs peuvent accéder au marché de l’énergie grâce à un smart grid. Ainsi, chacun peut influer sur les coûts de son énergie. D’autre part, grâce à une prédiction intelligente et à la régulation de l’exploitation, le rendement maximal du réseau électrique peut être optimisé afin de réduire les coûts de renforcement du réseau électrique pour l’ensemble de la société. Le modèle élaboré dans le cadre du projet de recherche Power Alliance permet par ailleurs de récompenser les clients ayant une utilisation flexible de l’énergie par un prix de l’utilisation du réseau plus bas. Il apporte également, outre les avantages écologiques et économiques à l’échelle nationale, un avantage financier direct pour les consommateurs.