Les Smart Grids

Les Smart Grids, c'est quoi ?

Le réseau électrique évolue !

En France et en Europe, on assiste à un fort développement des énergies renouvelables, tiré par des politiques de soutien mais aussi par les dynamiques locales. C’est la transition énergétique ! Les acteurs du système électrique font donc face à un défi naissant : intégrer ces productions, en les raccordant au réseau électrique. Alors que la production était jusque-là gérée nationalement par des grandes centrales nucléaires, hydrauliques ou thermiques, arrivent maintenant des énergies renouvelables de tailles bien plus petites et éparpillées sur tout le territoire. Il faut donc principalement raccorder ces éoliennes et panneaux photovoltaïques sur le réseau de distribution, en basse ou en moyenne tension et non sur le réseau de transport, en haute tension. De plus, la production renouvelable est souvent intermittente (elle varie fortement d’un moment à un autre) et parfois difficile à prévoir car elle dépend la plupart du temps des aléas de la météo : quantité de vent pour l’éolien, ensoleillement pour les panneaux photovoltaïques par exemple.

A ces nouvelles façons de produire de l’électricité s'ajoutent de nouvelles façons de consommer, par exemple avec l’arrivée des véhicules électriques. Le réseau électrique doit ainsi évoluer pour accompagner les nouveaux besoins des consommateurs, sans que le prix de l’électricité ne s’envole.

Comment a été conçu le réseau électrique français ?

Historiquement, le réseau électrique français a été conçu pour acheminer l'électricité des grandes centrales et la diriger vers les consommateurs. L'électricité est transportée en haute tension sur le réseau de transport, sorte de périphérique électrique national, puis en moyenne et basse tension sur les réseaux de distribution, qui relient les différents consommateurs. L’architecture de ce réseau est dite « arborescente », car elle ressemble à une branche d’arbre (les centrales étant reliées au tronc et les consommateurs aux branches).

Chaque jour, chaque heure, les centrales sont pilotées en fonction des prévisions de consommation pour fournir assez d’électricité aux consommateurs. Ce pilotage, destiné à assurer l’équilibre entre offre et demande, est indispensable car nous ne savons pas stocker l’énergie en grande quantité.

Le dimensionnement du réseau ?

Actuellement le réseau électrique est dimensionné pour que chaque portion de câble, chaque poste de transformation électrique puisse faire passer l’électricité dans toutes les situations, tout le temps. Cela signifie que le réseau doit être en mesure d'assurer en permanence la distribution de l'électricité même lorsque les consommations sont fortes et les productions minimales, ou l’inverse. Cela permet d’assurer la qualité de fourniture avec un taux de disponibilité du réseau (et donc de l’électricité) de plus de 99,9% !

Or, ces pics de consommation ou de production ne représentent que de très faibles fractions de temps dans l'année. Par analogie, si les autoroutes étaient dimensionnées selon le même principe - les voitures jouant le rôle de l’électricité et les voies de circulation celles des câbles électriques - on se retrouverait avec des autoroutes à deux fois 10 voies pour assurer le pic de circulation annuel qu’est le chassé-croisé estival. En dehors de ce pic de circulation, l’autoroute serait grandement sous-utilisée et il faudrait pourtant payer un montant d’entretien élevé via le ticket de péage, en plus d’un coût de construction considérable. S’il est acceptable pour les français de passer quelques heures dans les embouteillages pour partir en vacances, il est néanmoins inenvisageable de priver les foyers d’électricité dès qu’il fait trop froid.

Si on suit ce même principe concernant le développement des énergies renouvelables et l’évolution des consommations d’électricité par analogie, il faudrait encore investir sur le réseau pour créer de nouvelles voies.

Le développement des nouvelles technologies apporte de nouvelles solutions pour gérer les réseaux électriques (plus d’information, plus de visibilité, des clients qui peuvent agir…). Il est donc possible et indispensable de revoir la façon dont est conçu le réseau pour éviter certains investissements et ainsi ne pas assister à un bond du prix de l’électricité.

Du réseau au réseau intelligent ?

Rendre le réseau électrique intelligent, c’est utiliser les nouvelles technologies d’information et de communication en équipant le réseau électrique et les différents sites de consommation (maisons, bâtiments, usines, …) et de production (parcs éoliens, panneaux photovoltaïques au sol, sur toiture, …) de capteurs et d’automates. Le réseau devient pilotable à distance et dynamiquement : il est ainsi possible d’agir sur la consommation, la production et sur la configuration du réseau en fonction des aléas climatiques, des besoins des clients mais aussi des pannes et des incidents techniques du réseau. Tous ces capteurs permettent de mieux anticiper la production et la consommation localement et de mieux connaître le réseau. Elles ouvrent également la voie aux opérations de maîtrise et d’économies d’énergies.

Le réseau intelligent, ou Smart Grid en anglais, c’est donc ça : un réseau capable de s’adapter dynamiquement à ce qui se passe localement sur le réseau électrique : il peut se reconfigurer ou demander à décaler des consommations ou des productions, c’est-à-dire créer des déviations, des itinéraires alternatifs ou des zones à vitesses conseillées pour continuer l’analogie avec les autoroutes.

Une sorte de service « Bison futé » ou de « GPS intelligent » de l’électricité en somme !