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Du Smart grid aux Smart districts et Smart cities : les acteurs du système français de normalisation s’organisent

Les travaux de normalisation sur les réseaux électriques intelligents sont engagés et les acteurs français se sont mobilisés pour être très présents tant au niveau européen qu’au niveau international

Intégrer des énergies de sources renouvelables réparties et intermittentes par nature, rendre les utilisateurs plus actifs pour réduire leur consommation et diminuer leur demande au moment de la pointe, intégrer de nouveaux usages tels que les véhicules électriques tout en maintenant un très haut niveau de disponibilité de l’électricité: ces changements nécessitent une évolution significative des réseaux électriques et de leur exploitation.

Il s’agit de passer d’une architecture centralisée et unidirectionnelle de la production vers la consommation à une architecture bidirectionnelle qui comprend de la production répartie. De même, dans l’exploitation du système électrique, l’ajustement en temps réel de l’offre à la demande se fait aujourd’hui par le pilotage de l’offre, mais doit évoluer pour intégrer, également, des ajustements par la demande (mécanismes d’effacement à la pointe).

Par ailleurs, l’ouverture des marchés de l’électricité entraîne une évolution des acteurs et des modèles économiques (commercialisateurs différents des gestionnaires de réseaux, apparition d’agrégateurs, augmentation du nombre des producteurs de faible puissance, subvention par tarif de rachat, etc.) qui nécessite des nouveaux processus de gestion.

Le secteur de l’électricité a, donc, été le premier à engager aux plans européen et mondial un effort considérable pour évaluer les besoins en matière de normes techniques et faire évoluer ses normes pour rendre les réseaux plus intelligents. La normalisation technique dans le secteur de l’électricité est importante et fondée sur un corpus constitué de longue date.

En Europe, deux années d’efforts ont été impulsées par le mandat de normalisation M/490 émis par la Commission européenne. La mobilisation de dizaines d’experts devrait aboutir à un plan d’action finalisé à la fin de l’année 2012. Afin d’identifier et de tenir compte des différents modèles possibles d’architecture de réseaux sans pour autant bouleverser de fond en comble le modèle existant, un processus particulier a été institué qui consiste à :

  • modéliser une architecture de référence cible ;
  • identifier et formaliser les cas d’usage ;
  • et sélectionner un premier ensemble de normes et de besoins prioritaires à court terme.

Les acteurs français se sont fortement engagés dans le groupe de coordination européen qui pilote ses travaux (6 Français sur 13 membres du comité de pilotage, 3 groupes de travail sur 4 pilotés par des représentants d’entreprises françaises : Alcatel, Alstom, Schneider Electric).

Au plan international, au sein de la Commission électrotechnique internationale (CEI), un groupe stratégique, appelé SG 3, a pris en charge la coordination de la normalisation des réseaux électriques intelligents. Les acteurs français sont, également, fortement impliqués, notamment au niveau du pilotage (EDF). Cette coordination stratégique concerne plusieurs comités techniques qui établissent ou modifient des normes pour répondre aux besoins identifiés en matière de réseaux intelligents, dont le nouveau PC 118 qui traite des interfaces pour la gestion de la demande en y incluant des connexions avec les bâtiments intelligents, les énergies de sources renouvelables distribuées et les systèmes de stockage d’énergie. De même, la France participe au groupe de travail JTC1 de l’ISO/IEC, en particulier sur l’aspect sécurité des données.

" Une gestion stratégique de la propriété industrielle dans le secteur des réseaux électriques intelligents, les smart grids, est plus que jamais indispensable ", lance Cyril Mavré, consultant senior chez Avenium Consulting*, filiale de CEA Investissement. Ce cabinet de conseil en stratégie et management de la propriété industrielle a élaboré un panorama des brevets des technologies smart grids révélant la position dominante de l'Asie dans le domaine face à l'Europe.

Les acteurs européens semblent par ailleurs mal protégés dans la bataille des brevets qui s'ouvre dans le secteur de l'énergie et des réseaux électriques intelligents. Ce dernier commence à être attaqué par des entreprises dites "patent troll", initialement positionnées sur le secteur des technologies de l'information, où l'innovation est très rapide. Elles utilisent l'arme des brevets comme modèle économique pour soutirer des accords de licences et des dommages et intérêts.

Au-delà du réseau électrique, les autres réseaux d’énergie (gaz et chaleur) et les réseaux d’eau font l’objet de travaux de normalisation et sont équipés de plus en plus en dispositifs de comptage intelligent

Les réseaux intelligents ne se limitent pas à la gestion de la distribution de l’électricité. L’apport d’intelligence à un réseau de fluides se place avant tout dans une perspective d’utilisation efficiente des ressources. Cependant, chaque réseau de fluides a des contraintes et des besoins d’optimisation qui lui sont propres. Les réseaux d’eau tout comme ceux de gaz et de chaleur présentent, notamment la spécificité d’une distribution unidirectionnelle. Néanmoins, le besoin d’apport d’intelligence et d’instrumentation fine y est, également, présent. Par exemple, la mise en œuvre d’une télésurveillance ou d’un télé-comptage à longue distance par voie hertzienne peut être intéressante pour les réseaux enterrés dans des espaces urbains denses, car elle permet de relever des débits, de détecter des fuites, d’isoler une zone pour des raisons de sécurité, etc.

En outre, favoriser l’interdépendance des réseaux de fluides peut permettre des synergies. Par exemple, un gros serveur de données est à la fois utilisateur massif d’électricité, consommateur d’eau pour la climatisation des équipements et, éventuellement, producteur de chaleur qui peut être ré-exploitée. Son optimisation énergétique requiert de jouer sur les trois aspects.

Dans ce contexte, le comptage est vite apparu comme une fonction déterminante à tous les réseaux de fluides. C’est pourquoi l’Europe, en réponse à la directive de 2006 relative à l’efficacité énergétique dans les utilisations finales et aux services énergétiques, a souhaité préciser, par la normalisation, un certain nombre d’exigences communes au comptage intelligent de fluides dont l’électricité, l’eau, le gaz et la chaleur.(Pour le détail des exigences communes incluses dans le mandat de normalisation sur le comptage évolué M/441 émis auprès des instituts de normalisation, cliquez ici)

En réponse à ce mandat de normalisation, les instituts de normalisation CEN, CENELEC et ETSI ont mis en place une structure de coordination commune au sein de laquelle participent bon nombre d’acteurs français, dont des fabricants, mais aussi des opérateurs comme France Télécom (animation du groupe dédié à l’ETSI dans le cadre du comité technique MtoM « Machine to Machine »).

En complément aux deux points précédents, les concepts de quartiers et villes intelligentes se développent y compris dans la normalisation

Les réseaux de fluides présentent des enjeux qui s’intègrent dans les problématiques d’aménagement durable qui elles-mêmes peuvent tirer profit d’optimisations apportées par une gestion intelligente de l’aménagement.

Des secteurs, comme la construction, l’urbanisme, s’intéressent de près aux réseaux intelligents, avec des approches de la normalisation plus organisationnelles que technologiques.

Pour ces acteurs, il s’agit aujourd’hui moins de spécifier des interfaces techniques que de se mettre d’accord sur des indicateurs visant à qualifier des concepts tels que les « bâtiments intelligents », les « villes intelligentes » ou les « quartiers intelligents ». De telles approches par indicateurs peuvent englober les réseaux de fluides, les transports et d’autres équipements d’infrastructures (sécurité par exemple). Ces approches intègrent, également, le développement durable.

L’organisme international de normalisation ISO vient, notamment, de constituer un comité technique sur l’aménagement durable avec trois sujets de normalisation dont l’un, proposé par le Japon (Hitachi), porte justement sur des indicateurs pour la ville intelligente. Les acteurs français ont voulu se positionner dans ce dossier et, après une forte compétition marquée par une période d’incertitude, la France vient d’être retenue pour animer ce nouveau comité technique (ISO TC 268)

De même, certains projets visent à rechercher, dans les normes techniques, des éléments pour construire l’interopérabilité entre des équipements intelligents de différentes natures. Le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB), notamment, s’intéresse par le biais d’un projet de recherche communautaire à cette mutualisation.

Il convient, également, de signaler deux initiatives engagées par la Commission européenne :

Enfin, en décembre 2012, le CEN et le CENELEC, sous l’impulsion de leur forum sectoriel « Energy Management », prévoient une réunion des parties prenantes sur le sujet pour exprimer les besoins de normalisation.

Le Comité de coordination et de pilotage de la normalisation a créé, à l’AFNOR, le Groupe de coordination stratégique « réseaux intelligents »

Au sein du système français de normalisation, le Comité de coordination et de pilotage de la normalisation a anticipé le caractère transversal des efforts à mener et la nécessité d’assurer la construction d’une vision commune aux différents secteurs pour assurer une cohérence d’ensemble à la normalisation des réseaux intelligents.

Il a, donc, été décidé la constitution d’un groupe de coordination stratégique réunissant les acteurs de la normalisation du domaine de l’électro-technologie, des technologies de l’information et de l’utilisation rationnelle de l’énergie.

Ce groupe de coordination a démarré ses travaux en 2012. Il comprend, outre les opérateurs de la normalisation et les pouvoirs publics, des représentants des utilisateurs, des fournisseurs des domaines de l’électricité, du gaz, de l’eau, des transports, des solutions et services logiciels et communications, de l’immobilier. Il a pour objet d’apporter à la fois une compréhension des différentes initiatives et l’identification des différents besoins de coordination normative en apportant le maillage nécessaire entre les différents secteurs.

Les premiers points qui émergent ont trait à la clarification des concepts et des termes employés, aux questions d’architecture et d’interopérabilité, aux éléments de définition plus précise des réplicabilités, synergies, mutualisation, ainsi qu’aux questions de performance (performance des services rendus, performances économiques : investissements coûts d’exploitation, performance technique des constituants et systèmes, etc.).

En participant aux travaux européens et internationaux de normalisation, les acteurs français s’unissent pour accélérer le développement des réseaux intelligents d’énergie et de fluides, et dans un deuxième temps de la ville intelligente.

Jean-Jacques Marchais est président du comité stratégique sur l’utilisation rationnelle de l’énergie et animateur du groupe stratégique de coordination sur la normalisation des réseaux intelligents.
Jean-François Legendre est rapporteur du groupe stratégique de coordination sur la normalisation des réseaux intelligents.

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