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La blockchain, c’est quoi ?

Dossier mis en ligne le 02 mai 2018.

La technologie dite blockchain fait aujourd’hui parler d’elle : elle incarne ce nouvel « Internet de la Valeur » susceptible d’accélérer encore la dynamique de désintermédiation à l’œuvre dans de nombreux secteurs d’activité.

« Blockchain » est un terme anglo-saxon qui signifie littéralement « chaîne de blocs ». Ces blocs sont des agrégats d’écritures encryptées qui, ensemble, forment un registre, une sorte de grand livre des transactions. La nouveauté réside dans le fait que les transactions ne sont plus archivées dans une base de données centralisée et unique, mais de façon décentralisée, sur tous les ordinateurs des membres du réseau. Ce grand livre est consultable et mis à jour simultanément par et pour tous les membres. Ce protocole constitue une profonde remise en question du fonctionnement actuel des modalités de sécurisation informatique. La technologie blockchain permet de réaliser une transaction sécurisée de pair à pair, c’est-à-dire que tous les échanges cryptés sont vérifiés automatiquement par l’ensemble des personnes ayant un droit d’accès au réseau et non plus par un seul de ses membres.


Schéma synthétique de la définition de la blockchain (Source : EY)

La blockchain se serait construite en opposition à un système organisé autour d’un tiers de confiance unique, c’est-à-dire un organisme qui centralise les transactions effectuées et en garantit l’authenticité. Les conditions d’invention de la blockchain restent floues puisque le concept a été décrit en 2008 par Satoshi Nakamoto, une personne ou un groupe dont l’identité n’a pas encore été prouvée à ce jour. La technologie blockchain a été mise en application pour la première fois en 2009 avec la célèbre monnaie digitale Bitcoin, qui prétend proposer une alternative autonome au système bancaire, alors mis à mal par la crise financière. À l’inverse du système bancaire traditionnel, dans lequel seule la banque dispose de toutes les informations, le modèle blockchain est décentralisé : il n’existe plus d’autorité centrale et tous les membres du réseau ont accès à l’information.

A l’ère de l’internet, la blockchain réinvente donc le fonctionnement classique des transactions en l’adaptant aux besoins spécifiques de l’écosystème digital.

À l’instar de tout phénomène technologique a priori porteur d’un fort potentiel de transformation, il convient de bien appréhender les grands principes qui le régissent, mais aussi d’en identifier les terrains d’application potentiels.

Les trois grands principes qui régissent la blockchain

D’un point de vue macro-fonctionnel, une blockchain semble similaire aux systèmes transactionnels existants. L’accord d’une transaction commerciale entre deux parties aboutit à un échange sécurisé et validé. Cependant, la façon dont la blockchain permet les transactions de pair à pair est profondément différente de ce que propose le système actuel qui est basé sur la validation d’un tiers de confiance, comme par exemple les institutions bancaires, les notaires, les fournisseurs d’énergie, etc.

Les 3 grands principes inhérents à cette technologie blockchain sont les suivants :

  • Le consensus distribué : la transaction est réputée réalisée lorsqu’elle est intégrée à un « bloc ». Elle n’y est intégrée que si l’ensemble des informations relatives à la transaction ont été vérifiées et déclarées conformes par des acteurs du réseau que l’on appelle « mineurs ». Situés à des nœuds du réseau, les mineurs disposent d’une importante puissance de calcul. Leur rôle est de décrypter les données d’un ensemble de transactions pour les regrouper en un bloc de transactions grâce à la fonction « hash ». Le « hash » est un procédé cryptographique qui permet de réduire l’ensemble des données contenues dans le bloc à une suite limitée de chiffres et de lettres. La transaction est intégrée au bloc, qui en regroupe plusieurs, lui-même soumis à chaque mineur pour validation. La transaction est déclarée validée lorsque tous les mineurs ont validé le bloc.

  • Exemple d’une « chaine de blocs » (Source : Blockchain France)

  • Les enregistrements synchronisés et décentralisés : la blockchain peut être représentée par un grand livre de compte dans lequel sont listées toutes les transactions des membres d’un réseau, chaque page représentant un bloc. Ce grand livre est hébergé par les membres du réseau sur leur espace de stockage local. Les informations constituant les transactions sont sécurisées par des procédés cryptographiques pour prévenir des modifications a posteriori. Une modification de l’historique de transactions entraînerait une désynchronisation du bloc par rapport aux autres, dévoilant ainsi sa falsification. L’architecture décentralisée ainsi que le procédé cryptographique assure l’intangibilité des informations enregistrées au sein de la blockchain.
  • Le contrat intelligent : les Smart contracts désignent des transactions complexes qui répondent à des règles précises. Si les conditions sont réunies, un Smart contract automatise la réalisation d’une transaction. Les conditions d’activation du contrat sont figées dans la blockchain. Un Smart contract est donc une transaction qui peut s’exécuter automatiquement de manière autonome.

Pour résumer, une blockchain permet de garantir la sécurité et l’application d’un contrat de pair à pair entre les membres d’un réseau sans pour autant devoir faire appel à un tiers de confiance : personne ne pourra modifier ou supprimer le contrat sans que l’ensemble du réseau n’en soit alerté.

Illustration technique avec la blockchain Bitcoin


Consulter les étapes d’une transaction Bitcoin (Source : CRE)

Afin de mieux visualiser comment fonctionne la technologie blockchain, prenons un exemple de transaction via la blockchain Bitcoin : Agathe souhaite acheter un item à Bernard, vendeur en ligne, en passant par la plateforme Bitcoin.

La création d’un compte sur la plateforme Bitcoin s’accompagne de l’attribution au nouveau compte d’une paire de clés cryptographiques composée :

  • d’une clé publique, accessible par tous les membres du réseau : cette clé publique s’apparente à une adresse ou à un numéro de compte ;
  • d’une clé privée, seulement connue par le créateur de l’adresse, la clé privée étant mathématiquement liée à la clé publique.

Après avoir identifié Bernard grâce à sa clé publique, Agathe envoie sa crypto-monnaie pour paiement à Bernard. Cette transaction contient 3 types d’informations :

  • l’adresse Bitcoin de l’émettrice ;
  • le montant de la transaction ;
  • l’adresse Bitcoin du destinataire créée spécifiquement pour cette transaction.

Lors du transfert entre Agathe et Bernard, c’est la clé privée de l’adresse Bitcoin de l’émettrice qui est utilisée pour signer la transaction. Cette nouvelle transaction se voit attribuée une signature digitale générée par la clé privée de Cécile : ce système permet d’éviter tout problème d’usurpation d’identité.

Bernard et les autres membres du réseau vérifient grâce à la signature de la transaction que la transaction peut bien avoir lieu. Ils vérifient l’identité de l’émettrice et l’état de son compte. La blockchain étant un registre public de toutes les transactions jamais effectuées, il est facile de vérifier que l’individu initiant une transaction dispose bien du montant qu’il souhaite transférer en contrôlant les transactions passées.

La transaction devient alors éligible à l’inscription dans la blockchain. Elle rejoint l’ensemble des transactions en attente d’être enregistrées dans un bloc. La liste de toutes ces transactions est diffusée à l’ensemble des membres du réseau.

Un « mineur », c’est-à-dire un membre du réseau ayant une importante puissance de calcul, sélectionne un certain nombre de transactions de la même période qui sont en attente de validation pour créer un nouveau bloc. Le « mineur » utilise sa puissance de calcul pour attacher une empreinte/un identifiant immuable à ce bloc. Cet identifiant est généré par des fonctions cryptographiques, dites « hachage » ou « hash » en anglais. Ces fonctions de hachage se basent sur les informations composant le bloc (identifiant du bloc précédent et informations relatives aux transactions du bloc en cours de validation) pour définir une chaîne alphanumérique de longueur fixe qui constitue l’identifiant du bloc. Attacher un identifiant à un bloc revient à résoudre une équation mathématique si complexe que le seul moyen de la résoudre est de tester toutes les possibilités de manières aléatoire jusqu’à trouver la bonne solution. Ce processus de « minage » est appelé la preuve de travail ou preuve de calcul (proof of work en anglais).

Cet identifiant unique est régulièrement contrôlé lors de l’ajout de nouveau bloc à la blockchain. La modification d’une information du bloc a posteriori rendra son identification impossible car l’identifiant de chaque bloc, son « hash », dépend du « hash » du bloc précédent et des informations qu’il contient. Le premier « mineur » à avoir trouvé la solution (l’identifiant du bloc), la propose aux autres membres du réseau qui doivent la valider. Si la réponse est correcte, le bloc est ajouté à la blockchain : c’est cette étape finale qui va rendre la transaction immuable.

Le transfert de Bitcoin est alors conclu entre Agathe et Bernard. Cette transaction est sécurisée et distribuée (car partagée par ses différents membres) et peut être consultée par tous les membres du réseau, sans possibilité d’être falsifiée.



Cette fiche a été rédigée par EY.



La blockchain, les blockchains

L’évolution de la technologie blockchain

Les fonctionnalités de la technologie blockchain ont évolué au fil du temps. On peut aujourd’hui distinguer trois stades : Blockchain 1.0, Blockchain 2.0 et Blockchain 3.0.

  • La Blockchain 1.0

    Le déploiement des cryptographies et architectures distribuées dans les applications liées aux liquidités, telles que le transfert de devises et les systèmes de paiement numérique, ont permis de former la couche technologique supportant la création de la Blockchain 1.0. Le premier type de transactions a été le Bitcoin qui utilise une crypto-monnaie virtuelle. Cette application a connu une forte notoriété dans la sphère publique sans pour autant concurrencer les marchés des changes internationaux. Cette évolution représente une alternative au modèle d’affaires traditionnel des tiers de confiance.

  • La Blockchain 2.0

    L’ensemble des applications économiques, commerciales et financières requièrent des fonctionnalités plus larges que de simples transactions monétaires. La Blockchain 2.0 a vu le jour : elle a permis l’utilisation de modèles de « contrats intelligents ». Les contrats intelligents (dits Smart contracts) sont des protocoles numériques capables de reconnaître automatiquement si les conditions prédéfinies de réalisation d’une transaction sont réunies, puis, le cas échéant, d’en appliquer les termes, sans intervention d’un tiers (d’une banque, par exemple).

  • La Blockchain 3.0

    La Blockchain 3.0 est un concept d’application au-delà de la crypto-monnaie. Elle s’appuie sur les contrats intelligents pour développer des organisations décentralisées autonomes qui possèdent leurs propres procédures légales définies en amont par les membres du réseau. Cette Blockchain 3.0 n’en est encore qu’au stade de concept.

Les différents types de blockchains

Les modèles de réseau

Le modèle de blockchain le plus répandu aujourd’hui est dit « public », puisque tout à chacun est libre de l’utiliser et le consulter. C’est le cas des monnaies virtuelles Bitcoin et Ethereum. Cependant, des modèles adaptant leur degré d’ouverture ont vu le jour afin de répondre aux contraintes du secteur privé. Ces blockchains, dites semi-privées ou privées, filtrent les utilisateurs pouvant valider et consulter les transactions.


Modèles de réseau blockchain existant (Source : EY)

Les processus de validation: proof of stake ou proof of work ?

Le processus de validation des transactions enregistrées sur la blockchain se fait :

  • de manière décentralisée ;
  • de manière consensuelle.

On parle par conséquent de « consensus distribuée ». Il existe deux grandes procédures de validation : le « proof of work » et le « proof of stake ».

  • 1. La preuve de travail dite « proof of work »

    La preuve de travail est la procédure de validation la plus fréquemment utilisée par les blockchains. Première procédure de validation à avoir été créée, elle est notamment utilisée par Bitcoin. La preuve de travail repose sur l’attribution à chaque bloc d’un identifiant alphanumérique calculé par un membre de la blockchain à partir d’informations contenues dans le bloc et de fonctions cryptographiques (dites de « hachage » ou « hash »). Les membres du réseau possédant des ordinateurs assez puissants pour réaliser ces calculs sont appelés les « mineurs » et l’opération de validation le « minage ».

    Dans la procédure de « proof of work », un grand nombre de « mineurs » valident en permanence les blocs à ajouter à la blockchain : ces validateurs sont en compétition pour attribuer le plus rapidement possible un identifiant au bloc et leur travail peut être récompensé par l’attribution de « jetons », des unités de crypto-monnaie par exemple.

  • 2. La preuve d’enjeu (ou de participation) dite « proof of stake »

    La preuve d’enjeu est une procédure relativement récente et encore peu utilisée fondée sur la propriété des « jetons ». Selon cette procédure, il faut détenir un minimum de jetons pour être reconnu comme validateur de transaction, ce qui sous-entend d’avoir une certaine puissance de calcul. Par exemple, un membre de la blockchain possédant 10 % du capital d’une crypto-monnaie en circulation devra théoriquement réaliser 10 % des validations. Les validateurs sont ensuite désignés de manière aléatoire par la blockchain pour valider les transactions par le même processus cryptographique que le « proof of work ».

    À la différence de la preuve de travail, il n’y a pas de compétition entre les « mineurs ». Les « mineurs » n’essaient pas en même temps de valider les mêmes blocs de transaction pour obtenir des « jetons ». Il y a donc moins d’ordinateurs mis à contribution pour la validation d’un bloc : la consommation d’énergie et donc les coûts de fonctionnement de la blockchain sont moins importants que pour la procédure de la preuve de travail.



Cette fiche a été rédigée par EY.



Le petit lexique de la blockchain

Bloc :

groupement de transactions enregistrées sur la blockchain. Chaque bloc se voit attribuer un identifiant en fonction des données qu’il contient et de l’identifiant du bloc précédent. Tous les blocs sont ainsi reliés les uns aux autres : on parle de chaîne de bloc ou de blockchain.

Clé privée :

la clé privée est attribuée en même temps que la clé publique et est mathématiquement liée à celle-ci. Elle n’est connue que du titulaire du compte de l’application blockchain concernée (Bitcoin, Ethereum etc.) et sert, notamment, à générer la signature digitale de chaque transaction émise à partir de ce compte.

Clé publique :

s’apparentant à une adresse ou un numéro de compte, la clé publique est un identifiant attribué à tout compte nouvellement créé sur une blockchain quelle qu’elle soit (Bitcoin, Ethereum etc.). Connue de tous les membres du réseau, elle leur permet d’identifier les personnes avec qui ils souhaitent effectuer une transaction.

Hachage :

fonction mathématique qui à partir de données calculent une chaîne alphanumérique, appelé « hash » qui sert d’identifiant unique à un bloc.

Jeton :

toute blockchain publique fonctionne nécessairement avec des jetons (dits « token »), qui permettent à un utilisateur d’accéder à des applications de la blockchain et le rémunèrent pour ses contributions à la gestion de la blockchain. Les jetons peuvent prendre la forme d’une clé pour une transaction numérique, d’un droit d’accès à une application ou encore d’une crypto-monnaie.

Mineur :

nœud de la blockchain dotée d’une puissance de calcul suffisante pour calculer, à partir d’un algorithme de hachage, l’identifiant unique (« hash ») d’un bloc. Ce procédé appelé « minage » constitue l’étape de validation d’un bloc de transactions.

Nœud :

tout serveur informatique relié au réseau de la blockchain. Certains, appelés « mineurs », participent à la validation des blocs de transaction enregistrés sur la blockchain.

Pair à pair :

se dit d’un échange direct entre deux entités sans qu’une troisième personne, dit tiers de confiance (par exemple une banque), n’ait à garantir les conditions de réalisation de la transaction.

Proof of stake :

dite aussi « preuve d’enjeu » ou « preuve de participation », cette procédure de validation d’un bloc de transactions repose sur la propriété d’un certain capital de la blockchain (de jetons par exemple). Contrairement au « proof of work », ce procédé de validation ne dépend pas de la puissance de calcul des nœuds du réseau qui effectuent la validation (les « mineurs »).

Proof of work :

dite aussi « preuve de travail » ou « preuve de calcul », cette procédure de validation d’un bloc de transactions repose sur l’utilisation d’algorithmes de cryptage. Les serveurs capables de réaliser cette « preuve de travail » doivent disposer d’une importante puissance de calcul.

La blockchain, nouveau levier au service du consomm’acteur


« Aujourd’hui, grâce à mon panneau solaire, j’ai gagné deux Green Coin
que je vais dépenser auprès d’un producteur local de fruits et légumes ».


Dans un contexte de désintermédiation des échanges, ce mode de consommation qui privilégie les circuits courts, pourrait bel et bien se généraliser ces prochaines années sous l’impulsion des technologies blockchain. Le consommateur d’aujourd’hui s’intéresse de plus en plus au cycle de vie de ses produits de consommation.

Si la blockchain avec son champ d’application principal autour des crypto-monnaies est déjà le terrain de jeu d’early adopters toujours à l’affût de nouveaux produits à tester, elle est encore loin d’être une réalité dans les foyers français. Pourtant, elle pourrait dans un futur proche offrir des possibilités nouvelles et concrètes pour le consomm’acteur. Dès l’abord afin de bien comprendre ce nouveau levier d’engagement, plusieurs questions se posent :

  • qu’est-ce-qui caractérise la blockchain aujourd’hui ?
  • pourquoi les technologies blockchain répondent-elles aux usages du consomm’acteur ?
  • quels sont les freins et les facteurs clés de succès à considérer pour faire de cette technologie un nouveau levier au service du consomm’acteur ?

Selon le Journal officiel du 23 mai 2017 la blockchain peut être définie comme une chaîne de blocs, i.e. « un mode d’enregistrement de données produites en continu, sous forme de blocs liés les uns aux autres dans l’ordre chronologique de leur validation, chacun des blocs et leur séquence étant protégés contre toute modification ultérieure ». Elle peut notamment être « utilisée dans le domaine de la cybermonnaie, où elle remplit la fonction de registre public des transactions ».

Appliquée au secteur de l’électricité, la blockchain offre de nouvelles opportunités pour légitimer et valoriser automatiquement les transferts d’énergies entre producteurs et consommateurs, sans passer par un intermédiaire (fournisseur). Ce changement de paradigme, fait de la blockchain un levier pertinent pour consommer et échanger de l’électricité sur une boucle locale.

La blockchain a un potentiel de développement dans l’énergie car les usages des consommateurs évoluent.

Si la notion de consomm’acteur n'est pas nouvelle, son potentiel de développement semble se renforcer au gré de la mutation du comportement des consommateurs. Le partage d’appartements, de voitures, le financement participatif (crowdfunding) ou encore la volonté de consommer en circuit court sont autant d’usages qui transforment notre économie à un rythme inattendu, comme en témoigne le développement d’entreprises du numérique telles que Blablacar ou Airbnb.

Dans cette économie du numérique et d’échanges de pair à pair (peer-to-peer), la blockchain est une technologie intéressante pour répartir et facturer de manière sécurisée les données de production et de consommation d’électricité dans le respect absolu de l’engagement contractuel initial. Au-delà de faciliter l’échange et la vente d’électricité, la blockchain est surtout une formidable opportunité pour développer l’autoconsommation et répondre aux attentes du consomm’acteur en quête de plus de transparence et de compréhension à l’égard de l’origine et du prix de l’électricité. Le registre de cette technologie retrace l’historique complet des transactions et est accessible par l’ensemble des utilisateurs de manière décentralisée. Quant aux smarts contracts, (contrats automatisés via la blockchain) ils couvrent une autre attente majeure du consomm’acteur ; celle de la vente d’énergie adaptée à la production et à la consommation locale. Le smart contract permettant des transferts d’actifs à partir de règles préétablies entre plusieurs utilisateurs sans passer par un tiers de confiance (rôle du fournisseur dans la chaîne de valeur des acteurs du système électrique).


Convergence entre les attentes du consomm’acteur et les applications de la blockchain (Source : Mazars)

Oslo2Rome : un exemple concret d’application de technologies blockchain au service du consomm’acteur

Le projet Oslo2Rome est mis en œuvre par un consortium d’acteurs européens de la mobilité électrique, dont la société Sodetrel filiale du groupe français EDF, et coordonné par la société allemande MotionWerk. Ce démonstrateur permet de recharger sa voiture électrique sur un vaste réseau de bornes de recharge et de payer via un portefeuille virtuel e-mobility qui s’appuie sur la crypto-monnaie Ethereum. Oslo2Rome est un cas d’utilisation pertinent de la technologie blockchain appliquée à l’énergie. Il combine transactions et stockage de données de différentes parties prenantes via un registre commun, dans un contexte de pluralité des standards de recharge et d’options de tarification à l’échelle de l’Europe.

Jusqu’à quel point la blockchain peut-elle vraiment changer la vie des consommateurs ?

Des consommateurs intéressés mais des freins encore trop nombreux

Si les usages du consomm’acteur représentent un environnement favorable au déploiement de la blockchain, des freins limitent pour l’heure le déploiement de cette technologie.

Au premier rang de ces freins, on trouve l’actuelle contradiction de certaines technologies blockchain en matière de consommation d’énergie ou la remise en question des effets positifs du consomm’acteur.

Selon l’indice de consommation d’énergie Bitcoin (BECI) de Digiconomist, chaque transaction Bitcoin individuelle consomme jusqu’à 275 kWh d’électricité. La dernière estimation de la consommation annuelle totale d’énergie de Bitcoin de l’ordre de 29,05 TWh, soit l’équivalent de 0,13 % de la consommation annuelle totale d’énergie dans le monde. Si Bitcoin était un pays, il se classerait 61ème en termes de consommation d’électricité à l’échelle mondiale (cf. carte ci-dessous) et dépasserait par exemple la consommation annuelle électrique d’un pays comme l’Irlande.


Rapport entre la consommation d’électricité d’un état et la consommation totale d’électricité pour le minage du Bitcoin (Source : BigThink)

Un modèle de tarification de l’électricité peu adapté à l’autoconsommation et à la facturation en circuit-court.

Le principe de la péréquation tarifaire structure le marché de l’électricité français : « deux consommateurs ayant le même profil de consommation, avec le même fournisseur et la même offre, se verront facturer le même tarif, quelle que soit leur localisation géographique sur le territoire français » (source : Observatoire de l’électricité). Ce principe d’égalité passe, notamment, par le paiement de taxes et autres contributions. Or, l’autoconsommation se matérialise par le non-paiement du Tarif d’utilisation des réseaux publics d’électricité (TURPE), nécessaire à l’exploitation, à la maintenance et au développement du réseau électrique.

Ainsi, si la multiplication de l’'autoconsommation et de la vente d’électricité en circuit court, favorisées par les technologies blockchain venaient à se multiplier, il serait nécessaire de faire évoluer notre système de tarification, pour garantir la modernisation du réseau public et sa juste rémunération. L’ordonnance n° 2016-1019 du 27 juillet 2016, ratifiée par la loi n° 2017-227 du 24 février 2017 ont posé les bases de l’autoconsommation, mais ce cadre législatif ne semble pas suffisant en cas de multiplication des boucles locales.

Le temps des questions, plutôt que celui des réponses.

Au-delà des aspects technologiques et économiques, d’autres questions se posent en matière de régulation. Le caractère immuable de la blockchain et sa capacité à archiver l’ensemble des transactions introduit la question du droit à l’oubli et de la sécurisation des données personnelles. Ou encore, l’interrogation du droit des algorithmes et de leurs défaillances éventuelles dans les modèles algorithmiques appliquées aux Smart contracts.

Dans ce contexte, il conviendra de laisser le temps aux expérimentations et démonstrateurs de se développer pour mieux comprendre cette technologie et structurer un cadre réglementaire apte à générer de la valeur pour l’ensemble des acteurs du système électrique. Une des solutions ne serait-elle pas de faire porter aux acteurs historiques du système électrique en lien avec l’État une blockchain semi-privée limitant ainsi la course aux calculs énergivores et facilitant la régulation de cette technologie dès lors qu’elle est utilisée pour simplifier la vie des consomm’acteurs ?


Cet article a été rédigé par Mazars.


L’autoconsommation collective et la blockchain : le projet DIGISOL

Enedis accompagne les projets d’autoconsommation collective utilisant les technologies de blockchain

Les technologies de blockchain sont mises en avant aujourd’hui comme un moyen de réorganiser les systèmes économique et énergétique via des flux financiers et physiques à l’échelle locale gérés par des transactions directes entre individus, communautés et organisations.

Les technologies de blockchain liées à l’énergie sont encore à l’état de prototype ou d’expérimentation. S’agissant de l’électricité, l’intérêt des blockchains est reconnu pour la tenue de registres et l’automatisation d’actions via des programmes autonomes, dits smart contracts. Par ailleurs, de nombreux acteurs du marché de l’énergie étudient l’utilisation des blockchains en appui de la mise en place d’un système électrique totalement décentralisé. Cela pose des questions complexes sur la coexistence de systèmes centralisés et décentralisés et sur l’interaction entre les acteurs de ces différents systèmes.

En France, les cas d’usage autour des échanges d’électricité renouvelable pair-à-pair, dit Peer-to-Peer, semblent à ce jour se concentrer autour de la mise en œuvre de la réglementation relative à l’autoconsommation, notamment collective (notamment, la loi n° 2017-227 du 24 février 2017 et le décret n° 2017-676 du 28 avril 2017). C’est ainsi que le département des Pyrénées Orientales s’est engagé dans une démarche de « Territoire à Énergie Positive », qui se traduit notamment sur le terrain par le démonstrateur DIGISOL. Basé à Perpignan et co-financé par l’ADEME dans le cadre du Programme des Investissements d’Avenir, DIGISOL expérimente l’autoconsommation collective. Dans ce cadre, la société Sunchain accompagne le Conseil départemental pour la définition de la répartition de la production entre les consommateurs. Trois sites ont déjà été identifiés pour mener cette expérimentation qui utilise la technologie Hyperledger, une plateforme privée de développement de la blockchain portée par la fondation Linux. À terme, jusqu’à 1 000 sites pourraient être équipés au sein du projet DIGISOL.


Schéma de description des calculs de répartition d’une production locale P entre des clients S d’une opération d’autoconsommation collective dans le cas du projet DIGISOL (Source : Enedis)

Le graphique, ci-dessus, décrit les principales étapes de la solution développée par Sunchain :

  1. Sunchain connecte un micro-ordinateur à la sortie Télé-Information Client (TIC) de chaque compteur évolué Linky des clients de l’opération d’autoconsommation collective et du/des sites de production photovoltaïque.
  2. Ces micro-ordinateurs récupèrent à chaque pas de temps les éléments de courbe de mesure de la consommation et/ou de la production du compteur et les partagent avec la blockchain privée.
  3. Le réseau de nœuds de la blockchain privée calcule à chaque pas de temps les taux de répartition par client entre production locale autoconsommée et consommation fournie par le fournisseur de chaque client.
  4. Sunchain partage avec Enedis à fréquence régulière les taux de répartition.
  5. Enedis combine la relève des courbes de charge des compteurs de chaque client avec ces taux de répartition pour le calcul des courbes de charge de l’autoconsommation, de la fourniture de complément par le fournisseur et, le cas échéant, du surplus réinjecté sur le réseau public de distribution.
  6. Enedis transmet les informations de facturation à la personne morale organisatrice de l’opération d’autoconsommation collective pour la production autoconsommée et aux fournisseurs et responsables d’équilibre pour la fourniture de complément et, le cas échéant, le surplus de production.

La source de données de confiance est dite « oracle » dans le vocable blockchain : elle est l’interface entre le monde physique du système électrique et le monde numérique d’une blockchain. Dans ce cas précis, l’« oracle » est l’infrastructure de comptage et, plus particulièrement, l’infrastructure Linky à partir de laquelle deux flux de données sont disponibles :

  • d’une part, celles relevées à partir de la TIC du compteur ;
  • d’autre part, celles issues des systèmes d’information d’Enedis (données certifiées utilisables par les acteurs du marché).

Dans le cadre du projet DIGISOL, Enedis interface ses systèmes avec la blockchain pour recueillir le bilan de la répartition des flux. Ce partenariat entre Sunchain et Enedis permet aux consommateurs de l’opération :

  • de se voir affecter à chaque instant leur quote-part de production locale telle que calculée via le protocole blockchain ;
  • d’être alimenté en électricité, même en absence de production, via le réseau public de distribution ;
  • de valoriser le surplus de production non autoconsommé ;
  • de profiter d’une alimentation en électricité de qualité, stable en tension et fréquence, via le réseau public de distribution ;
  • de disposer de données fiables, sûres, certifiées par Enedis ;
  • de garder la liberté de choisir son fournisseur d’électricité pour l’électricité non autoproduite.

Enedis a développé un format de données disponible pour tous les acteurs qui souhaitent mettre en œuvre ce type de projet d’autoconsommation collective utilisant les blockchains pour définir leurs coefficients de répartition. Du point de vue d’Enedis, standardiser ce format de données et l’interface entre les systèmes d’informations (SI) d’Enedis et les blockchains est essentiel afin de faciliter le déploiement industriel de ces solutions.

Conscient de l’évolution rapide de ces technologies qui peuvent passer du stade de prototype à celui de la commercialisation en quelques années, Enedis accompagne les porteurs de solutions innovantes, y compris celles utilisant des blockchains. L’objectif est de développer des interfaces standardisées avec les services de données énergétiques certifiées et de référence d’Enedis. C’est l’occasion pour Enedis de conforter son rôle de tiers de confiance pour les données énergétiques, aussi appelé « oracle » pour les solutions utilisant des blockchains.


Cette fiche a été rédigée par Enedis.




Forum et interviews

La Commission de régulation de l’énergie a organisé son vingt-septième forum le 10 octobre 2017 sur le thème « La blockchain appliquée à l’énergie : le grand chambardement ? ».

Jörn Erbguth, Expert en informatique et délégué à la protection des données, Éric Mazoyer, Directeur général délégué de Bouygues Immobilier, Julien Gil, Ingénieur projet chez Sunchain et Maître Cécile Cessac, avocate au sein du cabinet Brun Cessac, sont intervenus lors du forum pour présenter la technologie Block-chain et les enjeux de son essor pour le monde de l’énergie.


 

Point de vue de Jörn Erbguth
Expert en informatique, Délégué à la protection des données, Professeur à la Geneva School of Diplomacy

Point de vue d'Éric Mazoyer
Directeur général délégué

Point de vue de Julien Gil
Ingénieur projet

Point de vue de Me Cécile Cessac
Avocate


Vous découvrirez également l'interview suivante :

Interview d'Antoine Yeretzian
Cofondateur de Blockchain Partner




Point de vue de Jörn Erbguth :

Qu’est-ce que la blockchain (publique) ?

Avant tout, la blockchain est un système de stockage de données sous forme de blocs. On ne peut qu’ajouter de nouveaux blocs et il est impossible d’en effacer ou d’en modifier : cela rend la blockchain immuable. Ensuite, ce système de stockage est distribué dans le monde entier, ce qui signifie qu’il y a des milliers de serveurs contenant la même information, ce qui est une manière d’en protéger le contenu. La blockchain fonctionne de manière décentralisée, puisqu’il n’y a pas d’acteur central, et est sécurisée par des algorithmes, le plus souvent des « proof of work », ce qui signifie que c’est la puissance de calcul associée à des procédés cryptographiques qui protège les données.

Tous ces paramètres sont moteur de confiance en la blockchain :

  • confiance anonyme ;
  • confiance distribuée ;
  • confiance décentralisée ;
  • confiance dans l’immuabilité des données ;
  • confiance dans l’adhésion aux règles de la blockchain.

La blockchain fait naître une certaine confiance que l’on n’aurait pas avec d’autres technologies. Dans ces autres cas, des acteurs (des organisations ou des personnes) matérialisent cette confiance, alors que la blockchain crée une confiance anonyme, décentralisée et distribuée. Les utilisateurs de la blockchain ont confiance dans l’immuabilité des données et dans l’adhésion aux règles transposées sur la blockchain.

La désintermédiation

Tout a commencé avec le Bitcoin en 2009. Les règles de Bitcoin sont assez simples : pour résumer, on ne peut pas transférer des Bitcoins que l’on n’a pas et il faut signer avec la clé du compte pour effectuer une transaction. La blockchain Bitcoin dispose de la puissance de calcul nécessaire à la réalisation de transactions directes sans intermédiaire, sans banque.

Sur la plateforme Ethereum, un utilisateur peut même créer sur la blockchain son propre système de règles qui régissent la réalisation d’échanges : c’est ce qu’on appelle un Smart Contract.

Aujourd’hui, de nombreux acteurs lancent des projets de blockchain dans une multitude de secteurs : ils utilisent la blockchain comme outil de désintermédiation des marchés.

Encore de nombreux défis à relever

Les défis techniques

La plupart des blockchains sont très énergivores. Par exemple, Bitcoin a une consommation de 57 TWh/an et Ethereum de 16 TWh/an, ce qui équivaut à la production de plusieurs centrales nucléaires. Sachant que certains souhaitent utiliser la blockchain pour développer les énergies renouvelables, cela peut paraître un peu paradoxal. Si on veut utiliser cette technologie pour développer l’énergie renouvelable, c’est donc un peu une contradiction. Ethereum consomme à peu près 70 KWh/transaction, ce qui représente une moyenne assez élevée.

Des solutions existent pour résoudre ce problème, notamment le « proof of stake » ou « preuve de participation », qui est beaucoup moins énergivore que la solution classique du « proof of work ». La procédure de validation « proof of stake » sera introduite dans la prochaine version d’Ethereum. De nouveaux concepts apparaissent donc pour améliorer l’applicabilité de la blockchain.


La consommation d’électricité de la plateforme Ethereum (Source des Chiffres : Digiconomist.com)

La mise à l’échelle est également un défi pour la blockchain. Aujourd’hui, Ethereum par exemple ne peut enregistrer que 15 transactions/seconde alors que Visa peut en traiter plus de 1600. Si la blockchain veut s’imposer comme une alternative crédible aux systèmes traditionnels de transactions, elle doit donc améliorer significativement ses capacités de traitement. Dans l’énergie, il est à l’heure actuelle impossible pour une blockchain publique comme Ethereum de traiter toutes les données relatives à la consommation ou la production énergétique des ménages que ça soit de manière journalière ou par tranche de 15 minutes : cela représente tout simplement trop de données.

Par ailleurs, le prix d’utilisation de la blockchain est souvent élevé. Ainsi, les transactions sur Ethereum sont relativement chères : environ 40 centimes/transaction.

Enfin, la blockchain est une technologie relativement lente. Pour reprendre l’exemple d’Ethereum, cette plateforme ne peut valider que 4-5 blocs/minute. C’est certes déjà beaucoup mieux que le Bitcoin qui ne peut enregistrer que 6 blocs/heure, mais cela reste largement insuffisant pour effectuer des transactions en temps réel.

Des idées circulent déjà pour résoudre ces problèmes, mais il reste encore beaucoup de progrès à faire pour relever tous ces défis techniques. Il faut garder à l’esprit que la blockchain est une technologie en développement : certaines choses fonctionnent déjà très bien, mais la blockchain n’est pas encore prête pour le passage à l’échelle.

Les défis juridiques

La blockchain doit aussi faire face à des défis juridiques, notamment concernant :

  • la protection des données : on peut crypter des données sur une blockchain mais, par principe, il n’est pas possible d’effacer ou de modifier les données enregistrées déjà consultables par tous les utilisateurs de la blockchain. Cet état des choses est en contradiction directe avec le droit à l’oubli ;
  • la gouvernance : c’est notamment un sujet pour les blockchains publiques avec des applications autonomes. Comment peut-on résoudre les conflits dans ce cas-là ? Comment établir une gouvernance ? Si l’on crée des Smart Contracts sur une blockchain, capables de s’exécuter de manière totalement autonome, que faire lorsque les règles se révèlent être injustes, qu’il y a un « bug » informatique ou que les règles du Smart Contract sont contraires au droit en vigueur ? Il est nécessaire d’introduire une gouvernance dans la blockchain : des discussions sur ce sujet existent mais le problème n’a pas encore été résolu.

Les autres blockchains

Il existe des alternatives aux blockchains publiques :

  • les permissionned blockchains ou consortium blockchain : il s’agit de blockchains dont l’utilisation est limitée à un certain nombre d’acteurs connus qui sont tous contrôlés. Les avantages de leur utilisation sont nombreux mais on perd aussi ceux inhérents à la blockchain publique ;
  • des blockchains complètement privées : tous les nœuds sont sous le contrôle d’un seul acteur. Sauf pour réaliser des tests, cela n’a pas vraiment d’intérêt car un serveur classique assure le même niveau de confiance.


Pertinence des différentes blokchains en fonction de divers facteurs (Source : Jörn Erbguth)

Si on compare les différentes solutions entre serveur classique, blockchain privée, consortium blockchain ou permissionned blockchain et blockchain publique, on peut voir sur le graphique ci-dessus que la sécurité est clairement supérieure avec les blockchains publiques, la blockchain privée correspondant au niveau de sécurité aux serveurs classiques.

C’est un peu le même principe avec l’immuabilité. Sur une blockchain privée, l’administrateur peut modifier les données enregistrées, comme sur un serveur classique. Même si c’est sans doute un peu plus compliqué à faire sur une blockchain privée, c’est tout à fait faisable par l’administrateur. Dans le cas des permissionned blockchains, il y a tout de même un groupe qui doit se mettre d’accord et la manipulation des données reste visible. Avec une blockchain publique, c’est extrêmement difficile de modifier les données.

La consommation d’énergie malheureusement augmente aussi beaucoup avec les blockchains publiques, mais avec le système du « proof of stake », cet écueil peut être évité. C’est la solution envisagée à ce jour pour ce problème.

La capacité et la performance sont bien meilleures avec des serveurs classiques. Elles ne sont pas très bonnes avec les blockchains. Il faut donc vraiment justifier l’utilisation d’une blockchain car la confiance qu’apporte la blockchain a un coût assez élevé.

Quand on regarde la transparence, c’est le champ où les permissionned blockchains ont leur avantage, car on peut faire des manipulations mais elles sont forcément détectables.

Jörn Erbguth
02 mai 2018






Jörn Erbguth est expert en informatique, délégué à la protection des données et professeur à la Geneva School of Diplomacy




Point de vue d’Eric Mazoyer (Bouygues Immobilier) :

Construire un bâtiment à énergie positive

Des premiers bâtiments à énergie positive…

Fondamentalement, le métier de Bouygues Immobilier est de créer des espaces de vie, des appartements, des bureaux pour les entreprises, des centres commerciaux ou encore des endroits pour se divertir.

Lorsqu’il y a une dizaine d’années Bouygues Immobilier a basculé vers une stratégie de développement durable, l’entreprise s’est logiquement lancée dans la construction d’immeubles à énergie positive, c’est-à-dire d’immeubles qui en sus de consommer peu d’énergie en produisent. La première question qui s’est posée a été de savoir que faire de cette énergie. De manière évidente, les premières opérations de ce type réalisées se sont faites dans le cadre d’un contrat de partenariat et de revente de l’énergie produite à ENEDIS. Les conditions de ces conventions étaient particulièrement intéressantes pour un promoteur immobilier comme Bouygues Immobilier, puisque l’énergie que le bâtiment produisait pour 8 centimes d’euros était rachetée 60 centimes d’euros par ENEDIS.

Rapidement, ce modèle de subvention par l’Etat est apparu déséquilibré et le modèle a été modifié. Il est devenu évident aux deux parties qu’il était plus intelligent pour ces bâtiments à énergie positive d’autoconsommer ce qui était produit pour deux raisons :

  • cela évite d’injecter dans le réseau de l’énergie non prédictive, c’est-à-dire sans que cela soit prévu par Enedis ;
  • autoconsommer contribue à faire baisser la demande en énergie.

…aux immeubles en autoconsommation

On en est rapidement arrivé à un changement d’échelle puisque l’on est passé de l’immeuble à énergie positive au territoire à énergie positive. Faute de dispositifs de stockage de l’énergie suffisamment matures, il est apparu qu’il y avait une vraie intelligence à produire des morceaux de ville « mixtes » en mélangeant des immeubles commerciaux, de logement et de bureaux, leurs occupants ne consommant pas tous au même moment. Cela permet de mutualiser la consommation des bâtiments et ainsi d’éviter le problème du stockage de l’énergie.

L’ambition affichée était de mettre les consommateurs au cœur de cette problématique énergétique. Rapidement, ils sont apparus très intéressés par le sujet et ont fait savoir qu’ils souhaitaient comprendre ce qu’ils consommaient, à quel moment ils consommaient soit de l’énergie verte soit de l’énergie du réseau. La question de l’accès aux données énergétiques personnelles a posé problème, avec une double exigence vis-à-vis de la loi et de l’habitant :

  • il s’est révélé sensible d’obtenir des données de la part du distributeur ;
  • leur utilisation est extrêmement encadrée du point de vue de la confidentialité (CNIL), car le promoteur immobilier ne peut pas accéder à des données précises pour éviter d’être intrusif et respecter la vie privée des occupants ;
  • obtenir ces données signifie passer par un tiers de confiance ce qui a un coût.

De ce fait, Bouygues a fait le choix d’un système complétement fermé, c’est un dire d’un système d’échange d’information entre tous les habitants d’un éco-quartier avec son réseau privé. Cette idée se concrétisera dans le démonstrateur Eurêka à Lyon Confluence qui concerne un îlot d’une douzaine de bâtiments mixtes (logements, commerce, bureaux et équipements publics) montés sur un parking mutualisé et qui sont connectés les uns aux autres. La collectivité a accepté de faire de cet éco-quartier un test pour voir quelles modifications réglementaires seraient nécessaires au fonctionnement de l’autoconsommation locale au niveau d’un îlot urbain, pour qu’il puisse vivre pratiquement décroché du réseau.

Dans le cadre de ce projet, il a fallu trouver une solution pour informer les habitants à moindre coût et de manière sécurisée. C’est là que la blockchain entre en jeu. À Lyon Confluence, chaque acquéreur de ce futur îlot se verra attribuer une adresse URL cryptée privée qui lui permettra de partager des informations confidentielles et d’échanger de tiers à tiers sans passer par un tiers de confiance.


Le démonstrateur Eurêka à Lyon Confluence (Source : Bouygues Immobilier)

Pourquoi avoir choisi la blockchain ?

Le recours à la blockchain est pertinent pour au moins trois raisons :

  • elle est inviolable et protège donc efficacement les données. Il y a tout de même une limite qui est la clé donnée à chaque porteur d’adresse URL ;
  • elle est faible de coût puisqu’il n’y a pas de tiers de confiance à rémunérer ;
  • distribuée, la blockchain a un caractère participatif ce qui implique et responsabilise les habitants. Dans l’immobilier, on ressent de plus en plus une demande dans ce sens des occupants. Pour développer la multitude d’espace de co-working, de co-living, etc. souhaités par les consommateurs, les promoteurs immobiliers qui sont propriety et community manager doivent développer des plateformes numériques de partage d’informations : la blockchain est le parfait exemple d’un outil pertinent dans ce contexte.

La blockchain a un intérêt futur car, même si ce n’est pas encore le cas aujourd’hui, on peut imaginer à terme l’utiliser pour des échanges monétaires. À partir du moment où il y a des quantités enregistrées sur une blockchain, il suffirait de leur affecter un prix pour qu’un occupant au 5ème étage décide de vendre à son voisin du 4ème l’électricité produite par ses panneaux photovoltaïques. On peut ainsi imaginer ce qui est réglementé aujourd’hui : une plateforme privée d’échanges d’énergie entre logements, bureaux et commerces sur un îlot. Pour ce faire, il faudrait notamment instaurer un statut « d’autoproducteur individuel d’énergie », quitte bien entendu à respecter un certain nombre de conditions, y compris de tarification, imposées par le régulateur.

En l’état, la blockchain est d’ores et déjà un outil pertinent pour informer les acquéreurs en pleine confiance. En effet, lorsqu’on vend un appartement à énergie positive, il faut disposer d’un outil d’information fiable libre d’utilisation par le propriétaire et lui permettant de constater le fonctionnement de l’écosystème énergétique à l’intérieur de l’appartement ou de la copropriété. De plus, la blockchain est une technologie sécurisée et économique, qui offre la possibilité de faire de l’autoconsommateur un acteur de son énergie.

La blockchain pour le Smart grid à Lyon Confluence, c’est :

  • un outil d’information sécurisée pour connaître son taux de consommation d’énergie locale ;
  • une réponse au souhait de consommation « locavore » et d’information des habitants ;
  • une blockchain « privée » qui permet d’ailleurs à terme de dépasser le simple cadre de l’énergie, puisqu’elle pourrait devenir la vraie plateforme d’échanges, monétisée ou environnementale, entre les habitants d’un même îlot.

Et ensuite ? Vers un système communautaire de gestion du bâtiment

La blockchain une fois installée est très polyvalente :

  • elle valorise l’autoconsommation : elle permet de mieux comprendre à tout moment ce qu’on produit et ce qu’on consomme de façon individuelle et collective ;
  • c’est un outil d’échange de services ou de marchandises entre commerçants et habitants du quartier : c’est aussi pour eux l’occasion d’appartenir à une communauté d’intérêt en termes d’énergie, ce qui permet de se motiver collectivement et individuellement ;
  • c’est un outil de pilotage des tâches incombant au syndic de copropriété, puisque finalement le syndic de copropriété sera aussi au cœur de la blockchain qui permet à tous les acteurs d’interagir ;
  • c’est une répartition des frais liés à l’usage d’une infrastructure mutualisée au même titre qu’un réseau privé peut être mutualisé à l’échelle de la copropriété.

Quels sont les risques liés à l’utilisation de cette technologie dans le bâtiment ? Il faut garder à l’esprit que traditionnellement l’industrie du bâtiment est à très faible rupture technologique. Par conséquent, utiliser une technologie très innovante comme la blockchain n’est pas anodin. Il faut d’abord souligner que la blockchain informe, elle ne travaille pas. Elle n’a donc pas vocation à remplacer les personnes qui pilotent le bâtiment. Elle rend l’information vérifiable par tous et réduit le coût d’accès à cette information.

La blockchain porte la promesse d’être la technologie de gestion de la donnée des bâtiments exploités, administrés et occupés en bonne intelligence : elle pourrait se révéler un véritable outil de valorisation des smart buildings

Eric Mazoyer
02 mai 2018






Eric Mazoyer est directeur général délégué de Bouygues Immobilier.




Point de vue de Julien Gil (Sunchain) :

Sunchain développe des projets d’autoconsommation solaire qui reposent sur la technologie blockchain.
Cette démarche s’insère plus généralement dans un engagement en faveur de la transition énergétique et de l’insertion des énergies de source renouvelable, notamment solaire, dans le mix énergétique.




Autoconsommation d’énergie solaire : les cas d’usage

Plusieurs cas d’usage ont été définis :

  • 1) L’autoconsommation collective dans le bâtiment : c’est le cas de figure le plus intuitif. Lorsqu’un même immeuble regroupe des utilisateurs résidentiels et tertiaires, la mise en place d’un système d’autoconsommation bute très vite sur des freins liés à l’utilisation de la toiture : comment utiliser une toiture qui appartient à tous les propriétaires de l’immeuble ? Comment profiter de l’espace en toiture qui a un potentiel de production photovoltaïque ? Comment répartir cette consommation intelligemment entre les différents consommateurs ?
  • 2) Sunchain a souhaité aller plus loin, notamment au vu des dernières évolutions réglementaires qui permettent un échange d’énergie entre bâtiments, à la maille du poste de transformation HTA/BT. On peut penser, par exemple, à un bâtiment administratif, un hôtel de ville, un bâtiment classé, qui consomme beaucoup d’énergie la journée, mais dont la toiture est ancienne et protégée. Une situation concrète à laquelle Sunchain a été confronté : une mairie à côté de laquelle se trouve un gymnase doté d’une grande toiture terrasse et au sein duquel on ne consomme que peu d’énergie ou très ponctuellement. Pourquoi ne pas utiliser cette toiture et distribuer cette énergie sur la mairie en utilisant le réseau public ? Sunchain travaille toujours en adéquation avec le réseau déjà existant. Le but n’est pas de tirer des câbles supplémentaires et de doubler le réseau électrique que ce soit au sein d’un immeuble ou d’un quartier mais d’utiliser le réseau public de distribution.
  • 3) Utiliser le réseau public permet d’envisager un 3ème cas d’usage : « l’autoconsommation en itinérance ». Pourquoi ne pas utiliser l’énergie qu’on produit chez soi pour alimenter son véhicule électrique lorsqu’on se déplace avec ?


Les cas d’usage (Source : Sunchain)

Pour répondre à ces cas d’usage, il est nécessaire de disposer d’un système de gestion de l’énergie qui soit performant, c’est-à-dire d’un système d’information qui puisse recevoir les données de consommations, de production, et effectuer la répartition de manière sécurisée. Pour ce faire, le choix de Sunchain s’est porté sur la blockchain.

Pourquoi la blockchain ?

Si Sunchain s’est orienté vers la blockchain, c’est notamment parce qu’elle permettra de mettre en application des échanges d’énergie de pair à pair. Pour l’autoconsommation collective, ces échanges d’énergie de pair à pair ont lieu au sein d’une personne morale organisatrice (PMO), entité mise en place par la législation récente (cf. article L. 315-2 du code de l’énergie).

La blockchain présente un potentiel inégalable pour la sécurité des données, la robustesse du système informatique, et surtout, elle agit comme une entité autonome et décentralisée de certification. Les usagers pourront accorder une confiance accrue au traitement de leurs données.

Enfin, le choix de la blockchain s’explique aussi par son fort potentiel à l’export. Un tel système peut être répliqué quel que soit les acteurs en place. La France dispose d’un gestionnaire de réseau unique sur la majorité du territoire, mais ce n’est pas le cas partout. On peut par exemple penser aux pays en voie de développement ou à d’autres modèles, comme la Suisse, qui a un réseau avec de multiples acteurs (800 gestionnaires de réseaux). Un système basé sur une blockchain pourrait être l’interface de confiance à la base de projets inter-territoires.

Ainsi, Sunchain travaille aujourd’hui sur une solution blockchain qui s’éloigne totalement des blockchains utilisées pour les cryptomonnaies tel le bitcoin. Il ne s’agit pas d’une blockchain publique puisque les données ne sont pas accessibles publiquement. Sunchain a opté pour une blockchain permissionned et un processus de validation fondé sur une solution de type proof of stake. Il n’y a pas de minage, pas de cryptomonnaie associée, il n’y a même pas de « token » (jetons). La validation sécurisée des blocs est réalisée par un consensus, des algorithmes mathématiques qui permettent de certifier les transactions.

L’utilisation de tels consensus est relativement nouvelle. Cette procédure de validation sécurisée a émergé petit à petit pour résoudre diverses problématiques liées à l’utilisation du bitcoin comme son grand caractère énergivore ou la lenteur des calculs.

Exemples de projets

Digisol :

Il s’agit d’un macro-projet soutenu par le Programme des Investissements d’Avenir, soutenu par l’ADEME qui regroupe deux axes d’expérimentation :

  • l’autoconsommation au sein d’un bâtiment, notamment pour un parc de logement social ;
  • l’autoconsommation entre bâtiments plutôt axés tertiaire avec une petite partie de résidentiel.

Dans le cas du projet Digisol, les installations photovoltaïques en toiture ont été dimensionnées pour l’autoconsommation du ou des bâtiments dès le départ. La construction des bâtiments n’ayant même pas encore débutée, il n’y a aucun retour d’expérience sur l’utilisation de la blockchain pour l’instant.

Partenariat avec le CD66 :

Sunchain a signé une convention d’expérimentation sur un projet du Conseil départemental des Pyrénées Orientales (CD66). C’est l’occasion pour Sunchain d’expérimenter la mise en place d’échanges d’information entre Enedis et les différentes consommations et productions photovoltaïques gérées par la blockchain conçue par Sunchain.

Copropriété :

Sunchain développe un projet d’autoconsommation solaire dans une copropriété. Il est essentiel de s’intéresser à ce type de cas car on observe de nombreux freins à l’installation de dispositifs d’autoconsommation dans les copropriétés. En effet, quid de la répartition entre les occupants de l’énergie produite par une toiture avec un important potentiel de production photovoltaïque ?

Le cadre réglementaire français

Un certain nombre de mesures ont permis depuis 2015 de lancer ce type de projets :

  • en 2015 : la loi pour la transition énergétique et la croissance verte du 17 août 2015 et la COP21 ;
  • en 2016 : l’ordonnance sur l’autoconsommation du 27 juillet 2016 ;
  • en 2017 : la loi du 27 février 2017 et son décret d’application du 28 avril 2017 qui offre un cadre à l’autoconsommation.

Néanmoins, certains points nécessitent encore des éclaircissements, à commencer par le rôle de la PMO. Cette entité juridique unique, la personne morale organisatrice (PMO) offre un premier cadre intéressant : il est alors juridiquement possible de réaliser des échanges d’énergie au sein de cette PMO.

Le sujet du périmètre de l’autoconsommation est aussi essentiel. La question est de savoir si le périmètre du poste de transformation HTA/BT n’est pas trop restrictif pour l’autoconsommation collective. Des acteurs comme la FNCCR propose d’élargir ce périmètre à l’échelle du territoire à énergie positive (TEPOS), ce qui pourrait notamment permettre de mettre en place l’autoconsommation en itinérance sur un territoire.

De nombreux projets se retrouvent considérablement restreints par ce périmètre. Nous pouvons citer une opération du Conseil Départemental regroupant 5 compteurs au sein d’un même bâtiment mais qui ne sont pas reliés par les mêmes postes, pourtant situés à 10 mètres les uns des autres. Pourquoi ne pas imaginer une flotte de véhicules électriques au service de la collectivité et des bornes de recharge disséminées sur le territoire utilisant l’énergie solaire fournit par les installations ?

Enfin, la question des tarifs d’acheminement et des taxes applicables sur l’énergie échangée est centrale et devrait être bientôt éclaircie. C’est essentiel pour analyser la rentabilité des projets, d’autant plus que Sunchain souhaite absolument travailler sur les réseaux publics de distribution. Aujourd’hui, on peut trouver plusieurs exemples de projets qui impliquent la construction de réseaux privés pour mettre en place de l’autoconsommation collective, ce qui leur permet d’avoir une grande liberté : c’est par exemple le cas de Transactive Grid, à Brooklyn aux États-Unis, qui expérimente la création d’un réseau privé d’échanges d’énergie photovoltaïque via une blockchain à l’échelle d’un quartier. Mais la situation est très différente en France et aux États-Unis, le réseau public d’électricité français étant bien plus performant et géré à 95 % par un acteur incontournable. Pour une entreprise comme Sunchain, il est souhaitable de travailler en coopération étroite avec Enedis, en utilisant la blockchain pour créer des réseaux virtuels qui viendraient se superposer aux réseaux physiques existants, afin de valoriser au mieux l’intégration des énergies renouvelables.

Pour Sunchain, il est important d’encourager ces opérations d’autoconsommation, notamment l’autoconsommation collective en itinérance, pour encourager une plus forte pénétration des EnR : c’est un moyen pour les EnR de se développer sur l’ensemble du territoire et pas seulement au sein de réseaux fermés.

Julien Gil
02 mai 2018




Point de vue de Cécile Cessac :

La technologie Blockchain s’invite dans la pratique des juridiques lesquels doivent la prendre en compte dans l’architecture des modes de contractualisation dans la filière énergétique. Face au nombre croissant de projets d’expérimentation utilisant la technologie la blockchain, un certain nombre de questions se posent : quels sont les cas d’usage appropriés à cette technologie dans le domaine de l’énergie ? quel(s) acteur(s) va ou seront impliqué(s) ? Comment appréhender la diversité de projets proposés ? Selon quels critères les étudier ? pour quelles retombées notamment pour l’utilisateur final ? autant de questions qui méritent d’être abordées avant que ne soit discuté du cadre technique et juridique dans laquelle cette technologie sera amenée à évoluer.

Quelle définition juridique de la blockchain ?

À la recherche d’une définition dans les textes

L’intervention d’un juriste dans un projet innovant de production d’énergie ou de mutualisation de services impliquant la technologie de la blockchain est souvent un délicat : c’est à lui que revient l’exercice (parfois) ingrat de devoir rédiger et expliquer les relations contractuelles entre les différentes parties. A ce stade, il est donc inévitable que le juriste soit directement associé à la compréhension du projet … « ce qui se conçoit bien s’énonce clairement » (Nicolas Boileau).

C’est particulièrement vrai pour la technologie. A date, il n’en existe d’ailleurs pas une définition de la blockchain mais plutôt plusieurs. Le Conseil d’État en propose une dans son étude sur l’accompagnement de l’ubérisation (Étude annuelle 2017 – Conseil d’État Puissance publique et plateformes numériques : accompagner l’« ubérisation ») : la blockchain permet de réaliser des transactions entre plusieurs acteurs, en garantissant l’anonymat et la certification absolue de l’intégralité des échanges sans aucune intervention d’un tiers de confiance (sans organe central de contrôle).

La définition de la Commission d’enrichissement de la langue française est encore plus pragmatique : la blockchain est un « mode d’enregistrement des données produites en continu, sous forme de blocs liés les uns aux autres dans l’ordre chronologique de leur validation, chacun des blocs et leur séquence étant protégés contre toute modification » (Journal officiel du 23 mai 2017 – n°121).

Cas d’usage dans l’énergie

Pour traduire contractuellement les relations entre les acteurs, encore faut-il avoir compris le(s) cas d’usage qui peuvent se prêter à la technologie de la blockchain. Au lieu de considérer la blockchain comme une finalité en soi, il faut avoir pu identifier précisément à quelles situations elle peut trouver application et à quoi elle peut servir. Dans le domaine de l’énergie, deux tendances principales se dégagent de l’ensemble des projets présentés jusque-là :

  • les usages liés aux transactions, notamment, dans les cadres des opérations d’autoconsommation collectives ou tout système de transactions et de fourniture d’énergie décentralisé ;
  • les usages liés à l’archivage relatifs, notamment, à la propriété et l’état des installations (registre des régimes de propriété, certification d’électricité verte et des quotas de CO2) et à l’archivage décentralisé des transactions (relevé et facturation de l’électricité, y compris en itinérance).

Il faut insister sur ce le fait que la blockchain n’est, en tant que telle, ni monnaie locale, ni un dispositif de comptage des flux en soi mais davantage une technologie à utiliser au profit des cas d’usage identifiés A ce titre, et dans la filière de l’énergie, on retient que l’électricité n’est pas un « flux » comme les autres : contrairement à un titre boursier, l’énergie aura toujours besoin d’un réseau matériel.

L’énergie continuera à emprunter un tracé physique, à circuler sur un réseau physique. Il importe donc de s’interroger sur la manière dont la blockchain pourrait remettre en cause la chaîne de valeur de l’énergie telle qu’on la connaît aujourd’hui. On présent ici que les métiers de fournisseur, de producteur et de gestionnaire de réseaux seront impactés en priorité.


La blockchain dans la chaîne de valeur de l’énergie (Source : Cécile Cessac Avocat Associé – Cabinet Brun Cessac & Associés)

L’enchaînement contractuel reliant l’ensemble de ces différents acteurs nécessite de nombreux contrats, souvent complexes et pour certains contraints par un dispositif réglementaire impératif.

Malgré des tentatives constantes de simplification, il n’est pas encore possible, pour un unique projet complet, d’établir une chaîne contractuelle complète liant l’ensemble des acteurs sur cette chaîne de valeur intégrant le fournisseur, le gestionnaire de réseaux, le producteur et une blockchain.

Les enjeux du développement de la blockchain pour le secteur de l’énergie

La blockchain trouve à s’appliquer pour l’accompagnement de la production décentralisée de l’énergie (dans la cadre d’une opération d’autoconsommation collective notamment) ce qui pourrait impacter le consommateur final.

Les autres acteurs pouvant être immédiatement impactés sont ceux qui ont une activité traditionnelle de comptage, c’est-à-dire les gestionnaires de réseaux publics de distribution pour qui cette mission est législative. Comme on l’a vu avec le système de comptage évolué Linky, le développement, puis le déploiement industriel d’un tel dispositif demande une certaine période de maturation et il est indispensable de disposer d’une bonne connaissance de la plus-value que cette technologie peut apporter à la filière avant d’initier la phase de régulation, et ce faisant faire en sorte de laisser aux projets le temps de démontrer leur pertinence et de justifier leurs résultats.

Les deuxièmes acteurs impactés seront les responsables d’équilibre : quels impacts sur les engagements contractuels pris auprès du gestionnaire du réseau public de transport d’électricité, RTE et consistant à financer le coût des écarts constatés a posteriori entre l’électricité injectée et l’électricité consommée ?


: La matrice SWOT de la blockchain appliquée au secteur de l’énergie
(Source : Cécile Cessac Avocat Associé – Cabinet Brun Cessac & Associés)

Sur les opportunités, il sera particulièrement intéressant d’exploiter les résultats des appels d’offres innovation de la CRE pour établir une sortie de cartographie des projets types faisant appel à la technologie blockchain : quel est le degré d’appétence des porteurs de projets pour le dispositif blockchain ? Quelle solution de blockchain ont-ils choisi ? À quelle échéance ces dispositifs sont-ils exploitables ? Avec quels objectifs et dans quelle proportion ?

De nombreuses incompréhensions entourent en effet l’utilisation de la blockchain dans le domaine énergétique, qu’il ne faut pas confondre avec des menaces.

En revanche, ne rien faire est une vraie menace : il est indispensable d’expliquer les cas concrets d’utilisation de cette technologie pour en faire un facteur d’acceptabilité sociale. Cela est nécessaire pour lutter contre les détracteurs de la blockchain qui pourraient soutenir qu’elle est un facteur de rupture entre les territoires : il ne s’agit pas d’instaurer une différence de traitement entre les acteurs « blockchainés » et les autres, du point de vue de la fiscalité du réseau notamment.

Au titre des faiblesses qui pourraient être pointées en l’état du développement de cette technologie, on peut citer les aspects techniques et économiques.

La question d’un modèle économique tout d’abord. Est souvent pointée l’absence de démonstration de pertinence ou de robustesse du modèle économique faisant appel à la blockchain. Cette problématique, qui devrait finir par être résolue, interroge sur la plus-value financière apportée par rapport aux dispositifs ou solution de comptage existants. Sur l’aspect éthique de la technologie de son écosystème ensuite : cette technologie et selon la forme d’organisation retenue nécessite de s’interroger sur le bénéficie de son application par rapport au cas d’usage étudié (les détracteurs avançant régulièrement les problématiques environnementales posées par l’énergie utilisée par certains protocoles ainsi que les lieux d’implantation des serveurs et « mineurs chinois ou indiens »). Par ailleurs, le mode de règlement des litiges (détermination d’un acteur responsable et solvable en cas de problème) reste à construire. Enfin, sur le plan plus politique, il convient de rester vigilant aux risques de dérives déjà largement évoquée d’une nouvelle forme de centralisation (par concentration des acteurs) - centralisation certes technique et pour l’instant abstraite - qui pose clairement la question de l’identification de la gouvernance actuelle et future de ces projets.

La blockchain et la réglementation

Certains juristes s’interrogent déjà sur la régularité d’un Smart contract (un contrat dit « intelligent ») :

  • sur sa nature : c’est une suite de signes (un code), il peut donc être considéré comme un écrit (article 1365 du code civil) ;
  • sur son contenu : il n’y a pas de négociation, mais une sorte d’adhésion automatique ce qui peut laisser supposer des limites quant à la compréhension du contenu du contrat intelligent ;
  • sur l’identification : protection de l’utilisateur qui a recours à une clé URL ou tout autre de certificat électronique qualifié.

Des interrogations persistent aussi sur la « régularité » de la technologie de la blockchain en elle-même et des garanties qui peuvent être données, et notamment vis-à-vis du Règlement Général de Protection des Données (RGPD) qui entre en vigueur le 25 mai 2018, sous l’impulsion de l’Union européenne. D’une manière très schématique, on peut évoquer la problématique liée au droit à l’oubli, tout comme celles de la rectification et à la portabilité. On peut s’interroger encore, de la même la manière que ce fut le cas dans d’autres secteurs comme celui des prisonniers et des casiers judiciaires. Même dans ce dernier, le droit à l’oubli existe, car sous le contrôle de la Commission européenne, l’idée principale a été de trouver une proportionnalité sur l’échelle du temps. La blockchain a beau laisser supposer une immuabilité ad vitam aeternam, on se doute qu’il sera nécessaire de contrôler y compris sur le plan technique cette durée.

D’autres questions devront encore être prises en compte : comment gérer l’impossibilité de modifier le code, y compris pour des dispositifs d’ordre public, et donc d’application immédiate ?

Conclusion :

Pour répondre à la question posée : est-on face à un bouleversement dans le monde de l’énergie ? La réponse n’est pas encore évidente dans la mesure où l’électricité reste un électron, un élément physique qu’il faudra conserver dans son environnement avec ses acteurs dans le cadre de la régulation existante et à venir. Il faut laisser leur chance aux démonstrateurs et donner un caractère plus concret à la blockchain pour analyser ses résultats et les plus-values apportées à la filière et rassurer les acteurs avant de s’assurer qu’elle puisse acquérir un vrai statut.

A cet égard, le statut de démonstrateur doit être consolidé au moyen, par exemple, d’une phase d’expérimentation dédiée sous le contrôle d’une commission composée des acteurs du marché et de collèges d’experts techniques spécialisés.

La blockchain ne doit pas rester l’affaire d’ingénieurs ou d’informaticiens si l’on veut pouvoir sereinement analyser les garanties de résultats. La phase de démonstration est une étape indispensable pour maîtriser l’interface entre les acteurs et faire un bilan des avantages et inconvénients de la solution. Chaque jour apportant une nouvelle avancée technologique, il faut laisser champ libre aux acteurs pendant la phase de démonstrateur avant de passer à l’étape de la régulation de manière concertée.

Cécile Cessac
02 mai 2018






Associée au sein du cabinet Brun Cessac, Maître Cécile Cessac est notamment spécialiste du droit de l’énergie.




Interview d'Antoine Yeretzian (Blockchain Partner) :

Pourquoi peut-on qualifier la blockchain de technologie disruptive ?

C’est une nouvelle donne puisque la technologie permet à tous les acteurs de la filière de s’organiser en écosystème sans avoir recours à un tiers de confiance centralisateur. C’est-à-dire qu’en fonction des volontés et des périmètres, cela permettra aux acteurs d’aller plus vite et plus loin dans la coopération, tout en faisant évoluer leur rôle le long de la chaîne de valeur.

Cela permettra aussi d’inclure davantage les extrémités de la chaîne énergétique dans l’écosystème, à savoir les consommateurs et les producteurs. De façon générale, la mise en place d’une infrastructure de confiance gérant notamment les paiements de façon automatique devrait réduire les coûts énergétiques.

Il n’est pas certain que le terme de « disruption » apporte beaucoup au débat. Ce qui frappe surtout, c’est que cette technologie apporte une notion de confiance et de décentralisation au moment même où le secteur de l’énergie travaille plus que jamais sur ces questions. C’est potentiellement la vraie raison de l’engouement pour le sujet de la blockchain.

Quelle est la valeur ajoutée de la blockchain par rapport aux technologies traditionnelles de plateformes d’échange et de stockage de données ?

La blockchain permet une tenue de compte par, et pour, les acteurs d’un écosystème sans tiers de confiance centralisateur. Cette notion de comptabilité (autrement dit de vérité sur un réseau : « toute la filière est d’accord pour dire que tel est l’état du réseau à l’instant t ») est la véritable valeur ajoutée de la blockchain.

Concrètement, cela veut dire que des acteurs peuvent réaliser des transactions à faible coût, de façon auditable et automatisable, sans nécessairement avoir recours opérationnellement à un tiers de confiance. Ce qui ne veut pas dire que le tiers de confiance disparaît, puisqu’il peut conserver un rôle important (notamment dans les blockchains privées) dans le design du réseau, l’audit des transactions et l’injection de données fiables. Il peut également beaucoup apporter dans la gouvernance du protocole. Simplement, il n’est plus centralisateur du réseau.

N’oublions jamais qu’il n’y a rien que la blockchain permette de faire qu’on ne puisse imaginer dans une version centralisée. Simplement les tendances lourdes du secteur de l’énergie (besoin de traçabilité, questions sur l’équilibre du réseau, importance des boucles locales, consommateurs devenus producteurs) peuvent faire penser qu’une technologie qui a dans son ADN la décentralisation, la responsabilisation des acteurs, leur auto-organisation, la transparence et la facilité transactionnelle peut avoir un bel avenir une fois appliquée au monde de l’énergie.

Quelles sont les principales applications de la blockchain dans le secteur de l’énergie ? Lesquelles vous semblent être les plus matures pour un développement commercial à moyen terme ?

Classiquement, on relève plusieurs usages de la technologie blockchain, qui se recoupent et dessinent à terme une utilisation holistique dans le secteur, tout en étant expérimentés à court terme en silo.

Un premier usage est simplement le recours aux crypto-monnaies pour le paiement des factures d’électricité. Un cas d’usage simple, mais qui peut en fait cacher une multitude d’usages : facturation en quasi-temps réel plutôt que facturation mensuelle, répartition facilitée du flux monétaire le long de la chaîne de valeur (entre le fournisseur d’électricité, le tarif d’acheminement et la part de taxes, etc.

Un second usage tourne autour des certificats et des registres : garanties d’origines, certificats de méthanisation, crédits carbones, certificats d’effacement, etc., autant d’éléments – et de marchés – gérés de façon centralisée, sans grande interopérabilité, avec des flux peu dynamiques, voire des problèmes de fraude ou de transparence, auxquels la blockchain pourrait apporter des réponses.

Le troisième usage concerne les marchés de l’énergie, le trading et les boucles énergétiques locales. C’est ce troisième cas d’usage que nous explorons en ce moment avec l’AFNOR (l’Association française de normalisation), Greenflex (entreprise qui accompagne les entreprises dans leur transition énergétique et sociétale) et d’autres partenaires : en simulant un marché local et décentralisé de l’énergie, où consommateurs et producteurs se rencontrent, est-ce que l’on crée des gains économiques ? Quelle est la nouvelle chaîne de valeur qui se dessine autour d’une telle boucle, avec quelles incidences juridiques et réglementaires ? De telles boucles, couplées aux outils de pilotages énergétiques qui émergent, participent-elles à un équilibrage local du réseau ? Notre objectif est d’aboutir dès 2019 à des normes expérimentales françaises sur la gestion économique décentralisée de ces boucles locales.

À moyen terme, le paiement et les certificats sont les applications les plus immédiatement déployables. En revanche, il est évident que c’est la notion de boucle locale qui permettra à la technologie blockchain de s’inscrire dans la transformation générale de la filière.

Quels freins avez-vous identifiés à l’utilisation de la blockchain dans le secteur énergétique ?

Les freins sont classiques et en premier lieu la méconnaissance de la technologie et de ses usages. La plupart des acteurs du secteur peuvent désormais compter, au sein même de leur organisation, sur des personnes très qualifiées sur le sujet. Simplement, culturellement, la technologie n’est pas aussi bien comprise dans l’ensemble des structures que d’autres évolutions plus immédiates, comme les enjeux autour de la donnée, ce qui signifie que la diffusion du savoir prendra du temps. À cette méconnaissance s’ajoute une problématique fondamentale des projets blockchain, qui est la nécessité de faire collaborer l’ensemble des parties prenantes autour de l’infrastructure pour en tirer tous les fruits. Dans le monde de l’énergie, les acteurs ont l’habitude de se parler, ce n’est donc pas un obstacle aussi fondamental que par exemple dans l’agro-alimentaire, mais cela prend tout de même du temps.

Du point de vue technique, les obstacles comme la confidentialité des données, la discrimination des parties prenantes (qui fait quoi sur le réseau et comment vérifier l’identité de celui qui opère), l’interaction fiable et sécurisée avec d’autres briques technologiques notamment les objets connectés, et la montée en charge du réseau (« scalabilité ») sont des obstacles que l’on retrouve de façon transversale dans l’ensemble des projets blockchain. Pour chacun de ces obstacles des solutions se dessinent sans qu’aucun standard robuste n’ait encore émergé. À chaque projet sa solution, du moins pour l’instant, et cela prendra encore un peu de temps avant que nous tombions tous d’accord sur la façon d’avancer ensemble avec des réponses communes.

Nous avons en revanche les outils pour limiter la consommation énergétique de l’infrastructure, ce qui était une vraie problématique il y a encore deux ans, et l’est toujours pour des applications comme le Bitcoin.

Dernier frein naturellement, la réglementation. Même si sur l’autoconsommation des avancées ont été faites, la blockchain propose de nouveaux modes de consommation : l’objectif d’expérimentations est aussi d’éclairer le régulateur et le législateur sur les futurs qui se dessinent pour le monde de l’énergie. Le droit doit encourager ce genre d’innovation et non être un obstacle à leur développement.

La Blockchain: réinventer les rapports de confiance | Claire BALVA | TEDxLyon


 

Antoine Yeretzian est cofondateur de Blockchain Partner, où il est en charge des partenariats et du développement. Diplômé d’ESCP Europe, il a cosigné en Juin 2016 « La Blockchain Décryptée », premier ouvrage en français dédié au sujet, qui abordait, notamment, les enjeux énergétiques de cette technologie. Antoine est à l’initiative du partenariat entre Greenflex et Blockchain Partner qui vise à rassembler les acteurs de la filière autour d’une boucle locale énergétique et de ses conséquences économiques.



Blockchain Partner est issue de la fusion de deux start-ups Blockchain France et Blockchain Partner. Elle compte aujourd’hui une quinzaine de collaborateurs dont la moitié sont des développeurs. Ses missions se concentrent autour de la formation, du consulting et du développement de solutions clef en main à l’image des infrastructures blockchain mise en place à la Banque de France ou auprès de BNP Paribas.

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