Smart grids: quels impacts sur la RSE?

De Movilab.org

Une Smart grid est un réseau intelligent de distribution d'énergie, capable d'apprendre et de s'adapter à la demande de manière autonome. Le réseau récolte les informations sur la consommation des clients, puis celles-ci sont traitées informatiquement de manière à adapter l'offre en énergie à la demande. La question est ici de savoir quels impacts les smart grids auront sur la RSE. Pour répondre à cette question nous commençons par une description des aspects techniques des smart grids.

Nous ferons ensuite un point sur la gestion des données récoltées par le réseau et sur la sécurité qu'il se doit d'y avoir autour de ces données. Puis nous étudierons les impacts énergétiques des smart grids (permettront-elles d'économiser de l'énergie ou au contraire en consommeront-elles plus qu'elles ne permettront d'en économiser?) et en quoi cette problématique s'intègre à la RSE. Pour finir, nous ferons un panorama des enjeux économiques liées au smart grids, le but étant de réussir à réaliser un compromis entre enjeux économiques et écologiques, dans une démarche de développement durable.

Mise en place

Les Smart grids s'inscrivent dans une optique de réduction de la facture énergétique et de l'empreinte carbone: consommer plus intelligemment et plus proprement. Lors de la mise en place d'un tel réseau il semble donc naturel de valoriser le développement des énergies vertes (éolienne, solaire,...) pour produire de l'électricité (sans toutefois renoncer aux sources de productions plus conventionnelles). On peut même penser à un MIX énergétique dans lequel les diverses énergies renouvelables seraient combinées de manière à réaliser une production continue d'électricité.

Le stockage de l'énergie

Ce MIX permettant une production continue pourrait par ailleurs être en partie une solution aux problèmes de stockage de l'énergie. En effet, si l'on ne peut produire continûment l'électricité il faut pouvoir la stocker. Mais si l'on parvient à produire de l'électricité en continu, il n'y a plus besoin de stocker autant d'électricité. Or savoir comment (et surtout où) stocker l'électricité produite en surplus est une question qui est encore à l'étude. Pourtant la notion même de smart grid sous-tend la capacité du réseau à redistribuer l'énergie selon les besoins du moment; et donc le fait que l'énergie doit être stockée. Dans l'idéal ce stockage serait effectuer par chacun. Les voitures électriques représenteraient par exemple un moyen de stockage. En effet, la plupart du temps nos voitures sont à l'arrêt; lorsque c'est le cas il y aurait possibilité de les relier au réseau pour qu'en cas de besoin l'énergie qu'elles contiennent et qui est non utilisée à l'instant t puisse être mise à disposition d'un autre.
Cela soulève bien entendu d'autres questions: Vais-je retrouver ma voiture sans batterie quand j'en aurai besoin? L'énergie qui y aura été prélevée sera-t-elle rendue? Cette même énergie circulerait-elle librement et gratuitement ou au contraire serait-elle "revendue" au réseau par le propriétaire de la voiture? etc... On peut déjà proposer quelques pistes de réponses: par exemple pour pallier à la première question on pourrait mettre en place un système intégrer au réseau pour prévenir lorsque l'on prévoit d'utiliser sa voiture de façon à ce que le réseau ne prélève plus d'énergie dedans au préalable (et qu'il l'ait même rechargée).

Une gestion plus éco-responsable

Pour que le réseau fonctionne et puisse s'adapter à la demande, il faut qu'il récolte les données sur la demande, et ce, directement chez les consommateurs. Pour cela, il faudra mettre en place des capteurs chez chaque consommateur (particulier ou professionnel).
Ces compteurs intelligents permettront dans un premier temps la phase d'apprentissage du réseau. En effet, pour que le réseau soit efficace, il faut qu'il puisse s'adapter le plus rapidement possible, mais il est encore mieux qu'il puisse prévoir les pics de consommation de manière à pouvoir s'y préparer pour éviter les blackouts. Ainsi, en récoltant les premières données le réseau devra être capable d'auto-apprendre, pour savoir quand ont lieu les pics de consommation par exemple, mais aussi pour apprendre à prévoir les problèmes qu'il pourrait rencontré (par exemple une surconsommation à un moment inhabituel). Par la suite les données récoltées devront permettre au réseau de continuer à apprendre, mais surtout de savoir où distribuer l'électricité.
Ces compteurs peuvent aussi servir un autre but: éduquer le consommateur. Il existe déjà certaines applications pour smartphones qui permettent, à partir de données récoltées chez le consommateur, de lui donner des conseils afin qu'il améliore sa façon de consommer... et donc de faire des économies(aussi bien monétaires qu'énergétiques!).
En outre chaque consommateur du réseau pourrait aussi être producteur. En effet, à long terme on peut espérer que, de manière à réduire la facture énergétique, chaque bâtiment sera éco-responsable et donc capable de produire (au moins en partie) l'énergie nécessaire à son propre fonctionnement (via des énergies renouvelables: panneaux solaires, éoliennes,...). Or ces bâtiments ne consommeront pas en permanence toute l'énergie produite. Cette dernière peut alors être cédée au réseau qui la répartira où il en aura besoin.

Données

La gestion des données est aussi une question délicate. Pour plus de détails voir la dernière section de l'article.

Les enjeux

Impact énergétique des Smart grids

Si les smart grids se présentent comme l'outil de demain pour gérer la demande en énergie, sont-ils pour autant la solution verte que tout le monde attend? Le gain d'énergie compense-t-il la perte liée à la mise en place d'un tel système (surtout si l'on opte pour un réseau utilisant les TIC dont l'impact énergétique est conséquent)?

Les smart grids permettent une gestion informatisée de la consommation d'énergie. Ainsi, au lieu de fournir automatiquement de l'énergie à un consommateur, le système va au préalable étudier la proximité de celui-ci vis-à-vis des sources d'énergie renouvelables et la demande en énergie du quartier. Il pourra donc adapter la source d'énergie en fonction de la taille de la demande en énergie. Par exemple, en période de pic, le smart grid sélectionnera une source d'énergie onéreuse pour inciter les gens à consommer moins. Le consommateur devient impliqué dans la gestion des ressources et évolue alors en consom'acteur.

Cependant, la mise en place du nouveau réseau smart grid risque d'avoir lui-même un coût important en énergie et en matière première. De plus, on ne sait pas si les anciens systèmes pourront se recycler. En outre, si les smart grids permettent une gestion optimale de la répartition d'énergie, le coût énergétique du maintien du réseau en lui-même risque d'être assez gourmand en énergie.

On retiendra néanmoins que les smart grids offrent la possibilité d'utiliser des énergies renouvelables au niveau local pour une meilleure gestion au niveau global.

Enjeux économiques

La mise en place de smart grids nécessite bien évidemment de très lourds investissements des entreprises, mais également des collectivités territoriales. Il se peut que plusieurs grosses entreprises compétitrices sur le marché de l'énergie collaborent pour participer ensemble au défi de la mise en place d'une smart grid. On note également souvent l'intervention de start-ups pour le développement et l'installation des infrastructures numériques nécessaires au rassemblement des Big Data.

Ainsi, le développement de smart grids participe à la création d'emplois, mais également à une concurrence saine entre les entreprises d'un même secteur : on parle d'agents coopétiteurs sur le terrain. Ce développement industriel est alors globalement encadré par les collectivités territoriales, qui s'assurent du respect des aspects responsables et juridiques du projet.

IssyGrid à Issy-les-Moulineaux est le premier exemple de développement d'un quartier intelligent en France.

Données : gestion et sécurité

Gestion des données

Deux visions sont possibles pour la gestion des données: centraliser ou décentraliser.


  • Centraliser
Dans le premier cas, toutes les données sont centralisées et le problème est de traiter efficacement l'ensemble des données: on retrouve les problèmes du Big data.
L'abondance des données collectées par les capteurs dans les smart grid provoque un risque d'accumulation.
La surcharge d'information est un risque potentiel : près de 1800 milliards d'enregistrement par an pourraient avoir lieu, conduisant à plus de 120 To de données à stocker et traiter [1]. Il faut donc savoir comment seront gérées ces données pour éviter d'amasser des données sans pouvoir les exploiter, une solution possible étant de diviser le réseau en secteur analysés indépendamment.


  • Décentraliser
La deuxième solution consiste en un réseau dont les éléments communiquent les uns entre les autres à l'aide des technologies de communications de manière à ce que chacun d'entre eux est une vision globale du réseau tout en ayant moins d'informations à traiter. Dans cette approche une question majeure est de savoir s'il vaut mieux que les communications soient transmises sur le même réseau que l'électricité ou sur un réseau propre. A priori, il serait plus pratique en cas de problème que les deux réseaux soient séparés (ainsi les deux ne sont pas indisponibles en même temps). Cependant cela implique un coût plus important (deux fois plus de coûts d'installation, deux fois plus d'entretien,...)

Sécurité

Enfin la mise en place de Complex Event Processing pour prévoir les aléas qui pourraient altérer les données.
Il faut aussi prendre en compte la sécurité physique des réseaux : d'une part assurer la pérennité des installations, d'autre part assurer la sécurité des centres de stockage des données et celle des serveurs (systèmes de refroidissement, etc)
Les données ont besoin d'être protégées car elles sont relatives à chaque utilisateur. Celles-ci sont donc normalement anonymisées pour éviter le vol de données significatives. Ce point est particulièrement sensible dans le domaine de la RSE, car les données personnelles renseignées par les utilisateurs dans le cadre d'un abonnement à un distributeur d'électricité ne doivent servir qu'à eux.
On retrouve certaines des problématiques liées à la sécurité des données en entreprise.

Références