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Les projets de microgrids dans des quartiers ou des zones commerciales

Le concept

En France, les écoquartiers se multiplient. Des appels à projets ont été lancés en 2009 et 2011, rassemblant plus de 400 projets différents, dont 13 ont été labellisés en 2013. Les projets d’écoquartiers font la promotion de nouveaux modes de vie, d’un développement territorial équitable et raisonné, et d’une utilisation économe des ressources locales et, notamment, des ressources énergétiques. L’un des objectifs est ainsi d’utiliser les énergies de sources renouvelables locales et d’optimiser, voire de réduire, la consommation d’énergie du quartier.

Parallèlement, la France compte plus de 30 000 zones d’activités économiques (ZAE). Ces zones, fortement consommatrices d’électricité, regroupent entreprises et industries aux activités diverses, dont les besoins en énergie ne sont pas tous identiques ou synchrones. Par ailleurs, elles sont la plupart du temps implantées en zone périurbaine où la mise en œuvre de sources d’énergies renouvelables est relativement facile (solaire en toiture, petites éoliennes).

Par une meilleure coopération entre les acteurs de la zone d’activité économique ou du quartier et une mutualisation de leurs consommations et par une meilleure connaissance des besoins en consommation et des disponibilités de la ressource EnR, grâce au micro-réseau, il est possible d’optimiser la gestion de l’énergie sur le périmètre de la ZAE ou de l’écoquartier et ainsi de rendre leur comportement plus neutre vis-à-vis des réseaux publics de distribution.

Des exemples de microgrids dans des quartiers ou des zones commerciales

Quartier résidentiel

Allemagne et Italie : le projet CoSSMIC, deux microgrids intelligents exploitant l’énergie solaire

Déployé en Allemagne (région de Constance) et en Italie (province de Caserte), le projet CoSSMIC (Collaborating Smart Solar-powered Microgrids) a pour objectif de mettre en œuvre des microgrids alimentés par l’énergie solaire et de chercher des alternatives au stockage de l’électricité, dont le coût reste aujourd’hui élevé. Grâce au déploiement de nouveaux outils intelligents de gestion de l’énergie, ces microgrids permettront de partager l’énergie solaire entre voisins d’un même quartier afin de réduire les factures énergétiques et de contribuer à la protection de l’environnement. Sur les lieux d’essai, différents en termes de population, d’ensoleillement et d’équipements disponibles, le projet CoSSMic œuvre à la mobilisation des citoyens pour participer à l’acquisition et au partage des énergies renouvelables dans le quartier.

D’un montant 4,27 millions d’euros, ce projet est financé dans le cadre du 7e programme cadre de recherche de la Commission européenne. Lancé le 1er octobre 2013, le projet doit durer jusqu’en septembre 2016.

Parmi les partenaires, on retrouve la ville de Constance, la province de Caserte, le cabinet de conseil néerlandais Boukje, le fabricant de panneaux solaires Sunny Solartechnik et les universités de Naples et d’Oslo. La première développera une plate-forme pour optimiser la consommation basée sur des algorithmes d’intelligence artificielle quand la seconde travaillera à l’optimisation de la production sur l’ensemble du réseau.

Pour en savoir plus :

Site du projet (en anglais)

Pays-Bas : PowerMatching City, le microgrid du quartier d’Hoogkerk

Débuté en 2009, le projet PowerMatching City avait pour objectif de construire un microgrid dans le quartier d’Hoogkerk. Lors de la première phase du projet, 25 maisons ont été équipées d’un mix d’énergies de sources renouvelables (panneaux photovoltaïques en toiture de 1,4 kWc (25 maisons) et microcogénération (12 maisons)), de pompes à chaleur hybrides (13 maisons), d’appareils intelligents (lave-linge et lave-vaisselle dans 10 maisons), de compteurs évolués, de véhicules électriques (3 maisons) et d’une batterie au plomb pour stocker l’électricité solaire (1 maison).

Une ferme éolienne de 2 MW située à Kreileroord fournit de l’électricité supplémentaire. La stabilisation et l’optimisation du réseau était réalisée en vendant l’énergie sur un marché local fondé sur un signal prix en temps réel utilisant le concept PowerMatcher. La faisabilité technique du concept a été prouvée avec succès lors de la première phase.


Configuration de chaque foyer et structure du microgrid (Source : PowerMatching)

Lors de la seconde phase qui a débuté en mars 2011, PowerMatching City II s’est concentré sur le développement et l’expérimentation des modèles d’affaires de nouveaux services. De nouvelles propositions ont été développées et offertes aux utilisateurs finals, basées sur le prix en temps réel. Le modèle de marché PowerMatching City II peut être intégré dans des processus de marché de l’énergie actuels comme l’allocation, la réconciliation et la facturation.

Le contrôle et la gestion de la capacité d’un poste de distribution ont été démontrés en agrandissant la zone d’expérimentation à 40 foyers, avec une extension du nombre de foyers situés dans une unique et même rue. Le modèle d’affaires des solutions Smart grids a été validé sur la base des résultats de PowerMatching City II.

Le budget total du projet était de 5,3 millions d’euros dont 2,6 millions financés par l’Union européenne dans le cadre du programme INTEGRAL dédié à la recherche sur les technologies de l’information et de la communication.

PowerMatching City est mené par le gestionnaire de distribution des réseaux d’électricité et de gaz Enexis, le fournisseur d’électricité et de gaz Essent, le gestionnaire du réseau de transport de gaz Gasunie, l’entreprise spécialisée dans les programmes d’efficacité énergétique DNV KEMA, la société ICT Automatisering et le centre d’innovation TNO. L’université Hanzehogeschool Groningen, les universités technologiques de Delft et d’Eindhoven contribuent au projet en tant que partenaires académiques.

Pour en savoir plus :

Site Internet du projet Power Matching City (en anglais)

Pour aller plus loin :

Lire l’interview de Yasmine Assef, Directeur général adjoint d’Embix sur le projet Nice Meridia

Zones industrielles

Belgique : le projet du site de Warstein-Belecke

À Belecke en Belgique, un démonstrateur de microgrid a été installé sur le site de l’usine AEG pour pouvoir alimenter le site avec une énergie de source renouvelable. Le microgrid est composé :

  • d’une centrale « power-to-gas » qui convertit l’électricité en gaz. Le gaz permet stocker l’énergie, qui peut ensuite être réinjectée dans le réseau de gaz principal pendant les creux de production solaire. Le gaz qui sera ensuite brûlé dans une centrale combinée chaleur-électricité. Une station de gaz est également prévue pour les automobiles et les poids lourds ;
  • d’une centrale combinée chaleur-électricité convertira l’énergie électrique avec un rendement de 90 % ;
  • de panneaux solaires en toiture dans deux parkings (250 kWc et 80 kWc) dont l’électricité sera convertie en courant alternatif grâce à des onduleurs et réinjectée sur le réseau du microgrid ;
  • des batteries de stockage d’électricité pour lisser les variations des panneaux solaires ;
  • un dispositif de gestion de l’énergie fondé sur un onduleur contrôlera le processus.


Configuration du microgrid électrique (hors production) de Belecke (Source : AEG)

Suisse : le projet I-BATs, un microgrid sur le site du technopôle de Sierre

La construction du microgrid sur le site du technopôle de Sierre en Suisse a pour objectif de développer un système d’information modulaire et intelligent permettant, à l’échelle d’un quartier, de récolter des données de production et de consommation et de les traiter afin de mieux synchroniser, grâce à l’automatisation, production et consommation et ainsi d’éviter les pics de consommation.

Les algorithmes développés pour ce projet aideront les entreprises à développer des conseils automatisés aux ménages en termes de consommation énergétique.

Piloté par l’Institut informatique de gestion de la HES-SO Valais, ce projet est mené en collaboration avec le gestionnaire du réseau de distribution local Sierre Energie, l’Institut de recherche en informatique Icare, la société Alro Communication (automatisation des procédés industriels validés), la société Geroco spécialisée dans la domotique, HES-SO Institut des Systèmes Industriels, le Centre suisse d’électronique et de microtechnique (CSEM) et le Centre de recherches énergétiques et municipales (CREM).

Le projet est financé par la fondation the Ark Energy et s’est déroulé d’avril 2012 à mars 2013.

Pour en savoir plus :

Présentation du projet iBATs
Lire la contribution de Luc Dufour, Doctorant, sur le projet iBATs

Pour aller plus loin

Lire l’intervention de Jean-Gabriel Steinmetz, Directeur Développement Smart grids chez Cofely Ineo GDF Suez sur le projet Smart ZAE
Lire l’interview de Bernard Salha, Directeur d’EDF R&D sur la plate-forme Concept Grid

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