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Smart grids : la logicialisation des systèmes électriques

Les Smart grids vont transformer en profondeur les infrastructures, les services et les usages de l’électricité. Lieu de rencontre entre deux mondes, l’énergie et le numérique, ils marient également deux cultures :

  • d’une part, la culture des cycles longs et des investissements lourds des énergéticiens ;
  • et, d’autre part, la culture flexible des informaticiens faite d’architectures logicielles en perpétuel réagencement et de composants, d’applications et d’interfaces numériques.

Des initiatives majeures dans le monde des énergéticiens

De la production à la consommation, les équipements nécessaires pour permettre aux réseaux de gérer au mieux l’équilibre du système électrique, d’améliorer ses performances, de fournir des services aux consommateurs et d’optimiser les interventions sont désormais mieux connus.

Si les principes sont définis, le chemin semble encore long pour leur déploiement, tant les systèmes et les architectures sont complexes. La diversité des organisations du système électrique d’un pays à l’autre et des dispositifs nationaux de régulation est un facteur de complexité supplémentaire.

Les opérateurs du secteur de l’énergie ne découvrent pas l’informatique, ils l’utilisent déjà massivement. Ainsi, EDF, par le biais de sa direction Recherche et Développement, y travaille depuis les années 1980 (les Chroniques Muxiennes). En Allemagne, RheinEnergie au travers de NetCologne exploite le réseau haut débit de la ville de Cologne. Aux États-Unis, de nombreuses « public utilities » (comme le Florida Municipal Power Agency) sont impliquées dans le développement des infrastructures et des services haut débit.

Ces exemples illustrent deux grandes tendances :

  • Dans la plupart des pays européens, et notamment en France, en Italie, en Espagne, et en Grande-Bretagne, la modernisation du réseau est la préoccupation majeure. Les pays asiatiques, sous des formes différentes au Japon, en Corée et en Chine (le niveau de centralisation est très différent selon les pays : la Chine est très centralisée avec le rôle très structurant de NGCC. Le Japon est dans une situation similaire à celle de l’Allemagne avec des grandes compagnies régionales et des distributeurs locaux. La Corée a tout refondu il y a dix ans pour aller vers une décentralisation modérée et l’Etat continue à jouer un rôle de pilote) mettent en œuvre une démarche assez proche de celle des Européens.
  • Aux États-Unis, en revanche, le consommateur final est au cœur des préoccupations. C’est à partir de ses besoins (et de ce qu’on va pouvoir lui vendre) que s’agencent les stratégies d’investissement. Beaucoup de « public utilities » ne considèrent pas comme structurantes les séparations entre services énergétiques, services de télécoms, service de télévision, services Internet. Soumises au contrôle exercé par les Public Utility Commissions (dont les membres sont élus), les « local utilities » ont cependant une marge de manœuvre limitée en matière d’investissements lourds . Les citoyens y ont leur mot à dire : c’est ainsi que la ville de Boulder, pionnière en matière de Smart grids, a dû organiser, en raison de dépassements budgétaires, un référendum pour poursuivre ou non sa politique d’investissement dans les Smart Grids. Celle-ci n’ayant été validée qu’à une faible majorité de 52 %, la ville a été contrainte de revoir sa politique. La situation en Allemagne relève également de cette tendance. Proche à certains égards de la situation aux Etats-Unis, elle s’en différencie en revanche par le poids des 4 grands acteurs que sont enbw, E.ON, RWE et Vattenfall, qui disposent d’une une culture commune en matière d’investissements lourds.

C’est au croisement de ces approches que se cristallisent les enjeux les plus importants.

  • Pour les Européens, et les Français en particulier, le développement des énergies renouvelables décentralisées nécessitera de développer une gestion plus fine du réseau, dans laquelle l’équilibre du système sera fondé sur la gestion de la consommation ;
  • tous pressentent que les projets de Smart grids les plus stratégiques s’organiseront à une échelle locale élargie (peut-être demain régionale).

Cette évolution des réseaux énergétiques ne concerne pas directement les infrastructures électriques mais la manière dont on va optimiser leur fonctionnement grâce précisément à des technologies informatiques et télécoms. La réingéniérie informatique de coeur de métier : c’est là que l’expérience de sociétés de services en ingénierie informatique (SSII) comme Capgemini, Accenture, IBM, Logica, HP, Kema, Atos, Steria et d’autres s’avère essentielle. Dans des environnements organisationnels complexes, les SSII savent plus que tout autre moderniser la gestion des moyens techniques, des flux et des processus grâce à l’apport des technologies informatiques. A l’autre bout de la chaîne, côté client, elles savent aussi collecter, traiter et extraire de la valeur des données issues des modes de consommation. Ils ont un savoir faire qui s’exprime d’ores et déjà et qui est promis à prendre une grande importance dans l’énergie les AMI (Advanced Metering Infrastructure) et le MDM (Meter Data Management ou MDMS : MDM System).

Pour en savoir plus :

Greentechmedia : Boulder Fires Xcel, Wants Smart Grid on Its Own Terms

Les ambitions des acteurs du numérique

Les acteurs issus des télécoms et des logiciels se positionnent sur la thématique de la ville intelligente. IBM a ainsi lancé en 2010 une stratégie dénommée « Smarter City » qui entend intégrer non seulement tous les composants des Smart grids mais aussi tout une offre de gestion « intelligente » de la ville avec les transports, les services aux citoyens. Orange se positionne désormais avec une démarche de ce type. Du côté des fournisseurs de technologies, des acteurs comme SAP ou Oracle dans le logiciel, Cisco, Ericsson, Huawei sont parmi les plus actifs. D’autres acteurs, enfin, issus de l’électronique, développent également des familles de produits comme ST Micoelectronics, Texas Instruments, Intel, Sagemcom avec des investissements significatifs dans le logiciel.

Les acteurs de l'énergie voient avant tout les TIC comme un outil. S’ils admettent que cet outil affecte les aspects les plus stratégiques de leur métier, ils continuent de considérer les TIC comme un secteur technologique collatéral. De leur côté, les acteurs des TIC appréhendent les Smart grids comme un marché très prometteur dans lequel la relation client va jouer un rôle majeur. Ainsi, China’s State Grid Corporation, le gestionnaire du réseau électrique en Chine, investit 250 milliards de dollars dans les infrastructures énergétique dont 45 pour les Smart grids. Cette somme semble relativement faible par rapport aux 7 200 milliards d’investissements (dont 480 milliards en Europe) annoncés sur les seules infrastructures électriques dans le monde jusqu’à 2035. (Source World Energy Outlook 2011)

Pour en savoir plus :

Investissements chinois dans les infrastructures énergétiques
Résumé du World Energy Outlook 2011

Vers une logicialisation des services de l’énergie

Un peu comme le secteur des télécommunications l’a connue, et comme celui de la télévision le vit actuellement, nous allons vers une « logicialisation » des systèmes techniques intermédiaires : le pilotage et la gestion des moyens techniques de toute entreprise repose sur des technologies logicielles Certains n’hésitent pas à parler de logicialisation de l’économie. L’Europe se perçoit comme bien armée pour relever ce défi. Or, si elle peut s’appuyer sur de très bons intégrateurs, elle souffre d’un déficit d’acteurs majeurs de « l’industrie du logiciel ».

Depuis quelque temps, les industriels européens de l’énergie affichent leur volonté d’acquérir une expertise logicielle. L’acquisition en juin 2011 de la société de logiciel Telvent par Schneider Electric et celle de la société américaine UISOL par Alstom en mars 2011 sont des exemples parmi d’autres.

Côté américain, GE a lancé une offre « Smart grid as a Service ». Itron lance « Active Smart Grid Analytics » : un partenariat avec IBM, SAP et Teradata qui met en avant la terminologie « big data » très en vogue en ce moment dans le numérique. Big Data désigne à la fois le changement d’échelle dans les volumes de données produites et disponibles (En 2010, l’humanité a déversé 800 milliards de Gigabytes sur Internet) et la nécéssité de mettre au point de nouveaux outils, voire une nouvelle science, pour naviguer et exploiter ces déluges de données.

Si on ajoute les velléités de Google dans le domaine des services au client final, on a un résumé des enjeux auxquels doit se préparer le secteur de l’énergie.

Les 35 millions de compteurs intelligents, qui seront installés en France dans les années à venir, devraient générer 1 800 milliards de relèves par an (soit de l’ordre de plusieurs petaoctets - 1015), et probablement bien plus dans les années à venir. Ceci intéresse les grands noms de l’informatique, tout comme les opérateurs télécoms qui misent d’un côté sur leur « box » pour développer des services multimédia chez le client – et pourquoi pas demain comme passerelle de gestion des données énergétiques - et de l’autre sur le « cloud computing » pour la gestion des contenus qui y seront liés. Il en va de même pour les grands acteurs de l’électronique comme en témoigne l’importance accordée par les coréens Samsung et LG à ce sujet.

Le logiciel va prendre une part majeure dans les architectures des infrastructures énergétiques. Cette évolution aura des conséquences importantes sur la régulation du secteur (montée en puissance des interfaces numériques) et sur les modèles économiques.

Pour en savoir plus :

Offre de General Electric « Smart grid as a service »
Why software is eating the world ?
Services de Google au client final



Cette fiche a été rédigée par ITEMS International.




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