Électricité - Quand les réseaux deviennent «futés»
À propos des smart grids et autres compteurs «intelligents»
À la fin des années 1950, Électricité de France (EDF) avait mis au point un système de commande à distance qui permettait de lancer les chauffe-eau électriques de plusieurs millions de clients durant la nuit et de les débrancher durant les heures de pointe. Lors de l’installation d’un nouvel appareil, EDF offrait alors à ses clients une réduction sur leur facture s’ils acceptaient que l’entreprise fasse plutôt fonctionner leur chauffe-eau la nuit. Un demi-siècle plus tard, ces contrats sont toujours en vigueur et permettent à EDF d’économiser 26 térawatts-heure sur une consommation de 500. Aujourd’hui, le même système sert, par exemple, à lancer les chauffe-eau au moment où il y a une pointe de production d’électricité éolienne.
« Nous ne le savions pas, mais nous venions d’inventer le premier réseau “intelligent” », dit Yves Bamberger, conseiller scientifique auprès de la présidence d’EDF.
Aujourd’hui, la conception de tels réseaux - aussi appelés « smart grids » dans le jargon des ingénieurs - est devenue un des secteurs de la recherche les plus en pointe chez tous les producteurs d’électricité. À l’heure où chaque kWh économisé vaut de l’or, la création de réseaux capables d’équilibrer la consommation d’énergie et sa production est devenue cruciale.
« La conception de tels réseaux est rendue possible à cause de l’avalanche d’informations maintenant disponibles par l’ajout de milliards de capteurs, comme nos compteurs intelligents, explique Gilles Savard, directeur de la recherche à l’école Polytechnique de Montréal. L’idée du smart grid, c’est d’en arriver à une utilisation intelligente de ces données en vue d’une optimisation de l’équilibre entre l’offre et la demande. Bref, de faire en sorte que le réseau soit le plus efficace possible et essuie le moins de pertes possible. »
Faire plus avec moins
Pendant des décennies, le seul défi de la production électrique a consisté à produire toujours plus au meilleur prix possible. Le gaspillage d’électricité pendant les périodes creuses était alors un problème secondaire. Mais, avec les défis environnementaux, il n’en va plus ainsi.
« On estime que la demande d’électricité, et d’énergie en général, va doubler dans les prochaines années, dit M. Savard. Mais, en même temps, il nous faudra réduire de moitié les émissions de gaz à effet de serre. Augmenter, c’est facile, c’est ce qu’on faisait jusqu’à maintenant. Mais, pour économiser l’énergie, il faut bien connaître ses réseaux. L’intégration de l’informatique permettra de faire les mesures nécessaires afin d’optimiser les systèmes. »
Les nombreuses applications qu’offrent les nouveaux instruments de mesure branchés en réseau commencent à peine à être explorées.
Un chercheur comme Stéphane Alarie de l’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ) travaille par exemple sur la création d’un modèle informatique permettant de simuler la production d’électricité éolienne à partir des informations disponibles sur le réseau, ce qui permettra de coupler ces informations avec celles sur la demande.
Un chercheur comme Jean-François Boudreau, lui aussi à l’IREQ, met au point un modèle permettant, à partir des nombreuses informations recueillies sur leur utilisation, de calculer la durée de vie des équipements électriques. La jeune Française Luce Brotcorne, chargée de recherche au centre INRIA de Lille, s’inspire quant à elle des systèmes de contrôle de la demande développés par les compagnies d’aviation qui permettent d’adapter leurs prix en fonction de la demande. Il s’agirait d’adapter ces systèmes aux fluctuations complexes de la demande en énergie afin de mieux la contrôler. En ajustant leurs tarifs en fonction des heures de pointe ou des heures creuses, les producteurs d’électricité pourraient ainsi influencer la demande et parvenir à un meilleur équilibre.
Une mégachaire
Mais, avec la possibilité de recueillir de plus en plus de données, ne risque-t-on pas d’être noyés sous une masse d’informations pas toujours utiles ? Pour Régis Hourdouillie, directeur de Smart Grid Monde chez Ericsson, « l’idée, ce n’est pas de mettre des milliers de capteurs partout dans le réseau. C’est de recueillir les données qui comptent et de savoir où l’on va mettre le cerveau qui va digérer tout ça ».
C’est pourquoi la collaboration avec l’industrie est si importante, explique Gilles Savard. « Les compteurs intelligents d’Hydro-Québec produisent déjà une quantité énorme d’informations qu’on ne peut pas stocker, dit-il. Il faut donc savoir filtrer ces informations et être “intelligent” à la source. Et cela, c’est avec l’entreprise qu’on va apprendre à le faire. »
L’école Polytechnique de l’Université de Montréal vient d’ailleurs de créer une « mégachaire » de recherche afin de développer les outils méthodologiques et les algorithmes nécessaires pour exploiter ces nouveaux systèmes. La nouvelle chaire s’intéressera aux réseaux « intelligents » (smart grids), mais aussi aux réseaux de transport, à la cybersécurité et à la télémédecine. Elle pourra s’appuyer sur un réseau de plusieurs centaines de chercheurs et des groupes interuniversitaires comme le Groupe d’études et de recherche en analyse des décisions (GERAD), le Centre interuniversitaire de recherche sur les réseaux d’entreprise, la logistique et le transport (CIRELT).
Même si les défis concernant l’économie d’énergie sont moins grands au Québec qu’en Europe, en matière de smart grids, le Québec tire bien son épingle du jeu, dit Gilles Savard. « Il est vrai que, chez nous, la pression est moins forte qu’ailleurs, car notre électricité est “propre” pour l’essentiel, dit-il. Mais on doit se demander comment mieux équilibrer l’offre et la demande afin de mieux satisfaire les besoins des Québécois. Mais aussi de dégager des marges pour vendre de l’électricité sur les marchés internationaux. »
