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Interview de Bernard Salha (EDF R&D) :

Qu’est-ce que Concept Grid ? Pouvez-vous nous présenter les équipements techniques, les fonctions disponibles, etc. ? À qui cette plate-forme est-elle destinée ? Pendant combien de temps sera-t-elle en service ?

EDF a créé sur son site des Renardières (Seine-et-Marne) dédié à la Recherche et au Développement (R&D) et situé au sud de Paris, Concept Grid, une plate-forme expérimentale majeure destinée à anticiper et accompagner l’évolution des systèmes électriques. A mi-chemin entre les essais en laboratoire et les expérimentations de terrain, Concept Grid offre la possibilité de mener, en toute sécurité, des campagnes d’essais complexes et en conditions perturbées qu’il serait impossible de réaliser en situation réelle.

Concept Grid est un véritable système électrique « intelligent » s’étendant sur 3 hectares. Il intègre des moyens d’essais innovants mis en place spécifiquement pour préparer les évolutions des systèmes électriques.

Le réseau Concept Grid réunit 3 kilomètres de réseau moyenne tension (20 kV) qui alimentent un réseau basse tension de 7 kilomètres. Des matériels électriques complémentaires – tels que des cellules RLC (Résistance Inductance Capacité), un amplificateur et un simulateur – permettent de reproduire virtuellement les caractéristiques de réseaux de plus grande taille :

  • ainsi, les cellules RLC simulent jusqu’à 120 kilomètres de lignes moyenne tension supplémentaires ;
  • l’amplificateur de puissance, couplé au simulateur temps réel, permet de générer de multiples scénarios de production (jusqu’à 120 kVA) ou de consommation électrique (60 kVA max), puis de les associer au réseau réel de Concept Grid ;
  • de nombreuses perturbations peuvent être réalisées à la demande : courts-circuits HTA, perturbations du plan de tension, de la fréquence, etc.

Pour rendre Concept Grid encore plus représentatif des systèmes réels, EDF a reproduit un quartier d’habitation avec 5 maisons de 20 m2 chacune, incluant des équipements actuels ou anticipant les usages futurs : compteurs évolués, appareils électroménagers pilotables à distance, pompes à chaleur réversibles, micro-éoliennes, panneaux photovoltaïques, bornes de recharge de véhicules électriques, solutions de stockage, etc. Ce quartier d’habitations témoins regroupe ainsi des technologies nouvelles en matière d’énergies renouvelables, de stockage ou encore de mobilité électrique.

En complément, son raccordement à d’autres laboratoires d’essais du site EDF R&D des Renardières rend possible l’étude de problématiques additionnelles. Par exemple, Concept Grid est relié au laboratoire PV-ZEN. Dédié à l’expertise des systèmes photovoltaïques, PV ZEN expérimente des modules photovoltaïques en zone d’ensoleillement naturel pour comprendre et évaluer leur comportement à court et long terme. Il constitue une source d’énergie photovoltaïque complémentaire pour Concept Grid et permet l’étude de problématiques additionnelles (par exemple, l’effet de perturbations du réseau dues à la production photovoltaïque).

Concept Grid constitue un moyen d’investigation et d’intégration qui réunit autour de lui les compétences et l’expertise des équipes d’EDF R&D.

En s’appuyant aussi bien sur des partenariats dans la durée que sur des coopérations plus ponctuelles, Concept Grid a vocation à devenir le lieu de rencontres privilégié pour les différents acteurs des Smart grids. D’ores-et-déjà, des partenariats incluant cette plate-forme ont été signés avec entre autres Alcatel, l’Institut de recherche du Groupe HydroQuébec (IREQ) et Supélec. De plus, Concept Grid fait déjà partie du réseau européen d’instituts et de laboratoires de recherche DERlab.

Concept Grid a été conçu pour intégrer des développements ou transformations futurs, ce qui fait de ce laboratoire un outil évolutif. Grâce à des matériels interchangeables et à la possibilité d’accueillir de nouvelles infrastructures, il pourra s’adapter aux besoins émergents des systèmes électriques intelligents.

En quoi cette plate-forme expérimentale est-elle un Smart microgrid ?

Le réseau électrique se double d’un réseau de télécommunication par fibres optiques, par radio et par courant porteur en ligne (CPL) ainsi que d’un système d’information qui intègre des fonctions de type Smart grid. Une partie du système d’information assure le contrôle commande, c’est-à-dire le pilotage et la supervision du réseau Concept Grid depuis le poste de conduite avec :

  • la remontée d’informations ;
  • le passage d’ordres ;
  • l’automatisation du plan de protection électrique et de remise sous tension pour optimiser la reprise de service. Ainsi, par exemple, en cas de défaut, le processus d'actionnement des différents organes de coupures associés aux protections va permettre d'isoler le défaut.
    Ceci permet d'assurer le bon fonctionnement de la partie saine du réseau. Ce processus peut être automatisé pour gagner du temps.

L’autre partie du réseau est dédiée à la transmission des données expérimentales et à la commande à distance des équipements situés dans les maisonnettes à l’aide de compteurs communicants. Le réseau télécom est utilisé pour assurer deux fonctionnalités :

  • la première est le contrôle-commande du réseau électrique de Concept Grid. Il s'agit donc d'une fonction vitale pour connaître l'état du réseau électrique à tout instant et le piloter.
  • la deuxième est destinée aux expérimentateurs sur Concept Grid. Il s'agit de rappatrier les données de mesures lors de la réalisation d'essais. Ainsi, les maisons du quartier d'habitation, mais aussi les postes de distribution, sont équipés de fibre optique avec un réseau IP, pour faciliter la connexion d'équipements en test ou permettant la réalisation des tests.

L’association du système d’information et du réseau de télécommunication au réseau moyenne et basse tension fait donc de Concept Grid un véritable système électrique intelligent.

Quels innovations ou concepts avez-vous déjà testé ? Quelles sont les applications que vous envisagez de tester ?

Concept Grid est un outil flexible. Il est, par exemple, possible de choisir les longueurs de liaisons (en BT ou en HTA), le régime de neutre, d’insérer ou non des productions décentralisées, de générer des perturbations sur le réseau et de les maintenir, d’utiliser des équipements liés aux nouveaux usages. La flexibilité de la production et des usages de l’électricité est au cœur des problématiques qu’aborde ce réseau laboratoire.

Les multiples configurations possibles de Concept Grid ouvrent un champ d’expérimentations étendu. Les études peuvent concerner le domaine technique et le test de matériels avec des problématiques d’automatisation, de sécurité informatique, d’intégration de l’énergie solaire ou de stockage. Elles peuvent aussi traiter l’utilisation de pompes à chaleur, la charge des véhicules électriques ou le pilotage d’équipements situés en aval du compteur.

Parmi les nombreux essais réalisés depuis sa mise en service fin 2013 ou programmés pour 2014, on peut relever en particulier:

  • dans le cadre du démonstrateur VENTEEA, Concept Grid est utilisé pour préparer l’installation de nouveaux matériels sur le réseau HTA (ces équipements seront installés en aval du poste source de Vendoeuvre-sur-Barse dans le département de l’Aube) en particulier : des disjoncteurs réenclencheurs en réseau, des transformateurs avec régleurs en charge HTA/BT et des détecteurs de défauts. Pour ces derniers, les premiers tests ont déjà eu lieu avec les partenaires MADE et Schneider Electric ;
  • des études et des essais de « réglage de fréquence par batteries », visant à évaluer la possibilité de fournir de la réserve primaire pour le réglage de fréquence en France sont programmés dès la mise en service en fin d’année 2014 de la batterie d’1 MW fournie à la suite d’un appel d’offres par un consortium Alstom / Saft.

Bernard Salha
8 juillet 2014



Bernard Salha est Directeur de la Recherche et Développement du Groupe EDF depuis 2010. Avec 2 000 chercheurs, EDF R&D couvre l’ensemble des activités du Groupe : réseaux, production (nucléaire, thermique, hydraulique et renouvelable) et clients. Il était précédemment Directeur de la Division Ingénierie Nucléaire d’EDF. Il a également occupé différents postes à responsabilité dans les Unités d’ingénierie et d’études d’EDF. Il a notamment participé au démarrage du programme nucléaire civil chinois pendant 3 ans en Chine. Diplômé de l’école Polytechnique et des Ponts-et-Chaussées, il a démarré sa carrière au ministère de la Défense à Cherbourg.


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