Pour célébrer les dix ans de la Chaire SmartGrids créée par Enedis et Grenoble INP – UGA, la Fondation Grenoble INP a organisé une quatrième journée scientifique de cette Chaire pour revenir sur les différents programmes lancés par ses chercheurs autour des réseaux électriques intelligents pour tous. Un secteur où il devient primordial d’innover et de répondre aux enjeux de demain dans un monde qui s’électrifie de plus en plus et qui doit penser sobriété et souveraineté énergétique.
En ouverture de la journée scientifique, Bernard Ugnon-Coussioz, directeur de la Fondation Grenoble INP a rappelé que cette Chaire SmartGrids « est tournée vers l’intérêt général et converge vers des solutions innovantes. » Les projets de la Fondation sont notamment tournés vers l’excellence et cette Chaire ne fait pas exception depuis 10 ans. C’est d’ailleurs pour la qualité de ses chercheurs qu’Enedis a noué ce partenariat en 2012 avec la Fondation : « à Grenoble, on trouve des compétences de haut-niveau dans l’électro-technique et l’intelligence artificielle », affirme Pierre Mallet, directeur R&D chez Enedis qui rappelle : « l’innovation doit être au service de la performance, des clients, des territoires et des acteurs du marché. Les résultats de la chaire ont été extrêmement fructueux en 10 ans. » Certains travaux sont d’ailleurs déjà utilisés par le géant de la distribution qui a été, notamment grâce à ces recherches, positionné pour la deuxième année consécutive distributeur le plus innovant du monde dans le classement établi par des experts de Singapour. Le directeur de la Chaire et directeur du G2ELab*, le Professeur Nouredine Hadjsaid, abonde à ce sujet : « Ce partenariat est extrêmement précieux, surtout à l’aube d’une seconde révolution électrique. »
La part de l’électrique va tripler en moins de 30 ans
Le Professeur Hadjsaid voit arriver ce nouveau tournant historique après l’avènement de l’électricité à la fin du 19e siècle. Si aujourd’hui, la part de l’électricité représente 20% du total énergétique dans le monde, elle devra atteindre près de 60% en 2050 pour atteindre la neutralité carbone. En moins de 30 ans, il va falloir tripler cette part qui a mis plus d’un siècle à atteindre ce niveau. « Si on veut être durable et efficace, si on veut bien dimensionner les équipements, si on veut mieux gérer, mieux maîtriser et permettre des coûts accessibles, il faut mixer les technologies de réseaux électriques avec l’intelligence artificielle », explique le directeur. Il y a un vrai besoin de technologie pour anticiper et gérer les variables, le chercheur s’amuse souvent en appelant les voitures électriques des « charges sans domicile fixe » car elles peuvent se brancher et se recharger n’importe où dans le réseau et donc créer une demande imprévisible.
La feuille de route 2021-2025 de la chaire
- Fonctionnement et optimisation des réseaux électriques de distribution :
1) Réseaux de distribution à faible inertie
2) Fonctionnement et protection des microgrids
3) Apports de nouvelles solutions à base d’électronique de puissance (EP)
4) Réseau hybride alternatif/continu (AC/DC) et réseau continu (DC)
- Solutions innovantes à base de nouvelles technologies IT, Big Data et intelligence artificielle
1) Données et méthodes d’intelligence artificielle pour l’optimisation et la gestion du réseau
2) Architectures et outils informatiques pour les systèmes d’informations (SI) complexes
3) Perspectives 5G et évolutions des courants porteurs en ligne (CPL)
- Résilience des réseaux de distribution
- Exploitation des données accessibles pour la planification à toute échelle temporelle
Pour bien piloter, il faut des informations, des données, grâce à des appareils connectés qui se multiplient. La première brique posée par le passé, c’est le fameux compteur intelligent Linky qui assure le suivi des consommations électriques. Des données ô combien précieuses pour anticiper les besoins. Les chercheurs veulent également étudier les relevés des compteurs Linky installés dans certains postes transformateurs pour étudier les pics de consommation individuels et collectifs pour pouvoir réfléchir au mieux aux capacités d’accueil du réseau afin de le renforcer et de bien dimensionner les investissements pour de nouveaux ouvrages.
Des challenges à relever pour faire face aux enjeux du futur
« Le numérique fait partie de l’environnement, les gens jouent le jeu, ils ajustent déjà leur consommation avec les heures pleines ou creuses par exemple », note Marie-Cécile Alvarez-Hérault, titulaire de la chaire SmartGrids. Ces données en temps réel permettent un travail précieux de prévision : « On expérimente avant la normalisation et la standardisation. On se doit d’anticiper. Pour ce faire, on a de nouvelles possibilités, avec des calculateurs plus performants, des outils pour optimiser les systèmes. » Il n’y a pas de solution miracle, il faut aussi faire attention aux problèmes relatifs à la cybersécurité des
informations communiquées. Tous ces challenges à relever demandent à trouver des solutions.
En même temps que l’évolution de la demande croissante en électricité, la sobriété et la souveraineté économique sont de rigueur pour préserver les ressources et faire face aux crises géopolitiques ou climatiques. Les smart grids vont aussi « permettre la résilience », selon Nouredine Hadjsaid. Lors de coupures de courant à cause d’intempéries, des chercheurs réfléchissent à des systèmes intelligents pour réalimenter des villages de façon autonome et temporaire en utilisant des ressources renouvelables locales. Une solution qui permettrait d’éviter deux contraintes : l’acheminement de groupes électrogènes sur les zones sinistrées et l’utilisation de ces mêmes groupes électrogènes qui tournent avec des énergies fossiles. Des modèles et des réflexions qui sont menées par ce laboratoire grenoblois avec Enedis mais les stratégies innovantes peuvent être transposées et imaginées dans le monde entier pour permettre à tous de gagner en excellence. Comme il a pu l’être mentionné lors de la table ronde qui clôturait la journée scientifique, « l’Europe est à la croisée des chemins », et la Chaire SmartGrids peut servir de modèle et ouvrir la voie à l’innovation.
* CNRS, Grenoble INP – UGA
