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Point de vue de Jean-Gabriel Steinmetz (Cofely Ineo) :

Présentation du projet Smart ZAE

Le principe du projet Smart ZAE est de créer un microgrid au service du réseau de distribution sur une zone d’activité économique. Le microgrid permet :

  • d’optimiser la gestion de l’énergie électrique ;
  • prévoir, suivre et tirer profit de la production locale d’énergie renouvelable ;
  • maîtriser les consommations et les appels de puissance ;
  • valoriser économiquement la flexibilité apportée par le pilotage des installations et le stockage de l’énergie ;
  • soutenir le réseau en cas de nécessité.

Le projet Smart ZAE est déployé dans le cadre du programme des Investissements d’avenir et subventionné à ce titre par l’ADEME. Le budget total est de 4,1 millions d’euros.

Le projet a débuté en février 2012 et durera trois ans. Actuellement, nous sommes dans la phase opérationnelle de déploiement de l’ensemble des systèmes.

La zone d’activité économique (ZAE) choisie se trouve au nord de Toulouse. Elle est de taille relativement réduite mais est appelée à se développer. Aujourd’hui, deux entreprises sont installées dans la ZAE, sur des parcelles contiguës. Elles ont deux activités décorrélées. Elles se sont dotées par elles-mêmes de moyens de production d’énergie renouvelables : 170 kWc de panneaux solaires sur la première entreprise et 10 kWc sur la seconde. Le microgrid comprend aussi 15 kW d’éoliennes et deux technologies de stockage en concurrence : batteries Lithium-Ion et volants d’inertie (composante technologique très forte du projet, car un volant d’inertie avec des performances sans commune mesure est développé par un des partenaires du projet). Enfin, un logiciel permet la gestion de l’ensemble de ces composants afin de remplir au mieux les objectifs du projet.

La ZAE est alimentée par un réseau de distribution en 400 V triphasé (aujourd’hui l’alimentation est en 20 kV parce que la zone a grandi mais l’expérimentation se fait toujours en 400 V en aval d’un transformateur de distribution publique). Au sein de la zone d’activité économique est mis en œuvre un réseau à courant continu pour tirer au maximum profit des énergies renouvelables qui, la plupart, du temps produisent de l’électricité en courant continu.


Source : Cofely Ineo

Les partenaires de ce projet sont Cofely Ineo par l’intermiédiaire de sa filiale SCLE SFE (acteur de la numérisation des réseaux haute tension et des conversions d’énergie haute puissance), Levisys (fabricant de volants d’inertie à lévitation magnétique), CIRTEM (fabricant d’appareils d’électronique de puissance – convertisseurs à haut rendement) et Laplace qui est le laboratoire de l’INP Toulouse spécialisé sur la modélisation de réseau, l’algorithmie et l’optimisation.

Le principe d’optimisation choisi dans le cadre du projet repose sur les différents paramètres composant la facture d’électricité :

  • le coût de production ;
  • le coût du transport et de la distribution ;
  • le coût du CO2 ;
  • les taxes (financement des énergies renouvelables par exemple).

L’optimisation du microgrid est déterminée en J-1 en fonction des prévisions de consommation et de production sur la zone et du schéma tarifaire du lendemain en production et en acheminement. Cela permet de déterminer le profil énergétique optimisé de la ZAE pour le lendemain. Ce profil est ensuite intégré dans la gestion technique du microgrid le jour J et réalisé grâce au stockage et à des actions de pilotage sur les charges contrôlées.


Source : Cofely Ineo

Premiers enseignements

Le concept s’applique à toutes les situations réunissant les conditions suivantes :

  • alimentation via un réseau de distribution en 400 V ;
  • présence d’énergies de sources renouvelables ;
  • plusieurs lieux de consommation contigus ;
  • possibilité d’installer du stockage d’énergie ;
  • existence d’un gestionnaire unique d’énergie ;
  • volonté de coopération entre les bâtiments.

Il s’applique également à différents types d’espaces : zones d’activité, écoquartiers, sites industriels, sites militaires, campus, hôpitaux.

Cependant, avant de lancer un microgrid de type Smart ZAE de façon opérationnelle et non plus expérimentale, il faut dépasser différents freins à la fois techniques, économiques et réglementaires.


Source : Cofely Ineo GDF Suez

Perspectives

Les retours d’expérience de ce projet mené depuis maintenant deux ans peuvent s’appliquer à d’autres microgrids.

Ainsi, le projet a permis de déterminer les endroits où il sera possible de déployer des microgrids à court terme :

  • gestionnaires d’un site privé multi-bâtiments avec sous-comptage (par exemple, site militaire ou campus) ;
  • petits réseaux isolés dans les pays en développement.

Les objectifs de ces projets déployables à court terme seront d’optimiser l’exploitation des énergies de sources renouvelables (par exemple, dans une île polynésienne qui produit de l’électricité de source photovoltaïque en journée mais qui consomme le soir) et de lever les contraintes liées au réseau de distribution (par exemple si le réseau est faible et que la zone concernée grandit).


Jean-Gabriel Steinmetz
8 juillet 2014



Jean-Gabriel Steinmetz est responsable de l’ingénierie Systèmes de Puissance chez SCLE SFE, filiale de Cofely Ineo (Groupe GDF Suez).
Auparavant, il a été responsable du développement de l’activité Photovoltaïque Résidentiel et Smart Grids chez Cofely Ineo et chef de Projet Innovation dans la télématique chez PSA Peugeot Citroën.
Il est diplômé de l’École des Mines de Paris et ancien élève de l’École Normale Supérieure de Cachan.



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