Compte tenu de leurs particularités, les systèmes énergétiques insulaires constituent un bon lieu d’expérimentation pour les Smart grids. Dans les territoires insulaires, de nombreux programmes de recherche et d’expérimentations ont été engagés en matière de véhicule électrique et d’insertion des EnR.

1. Quelle place pour les véhicules électriques dans le mix énergétique des îles

L’un des enjeux du secteur des transports, fort consommateur de combustibles fossiles en métropole est de faire baisser ses émissions de CO2.. Cet objectif concerne également les territoires insulaires.

En métropole, l’idée de passer d’un parc « essence » à un parc « électrique » paraît s’imposer d’elle-même : le développement de véhicules électriques, se rechargeant sur le réseau à partir d’une électricité produite à plus de 90 % sans émission de CO2, est une solution évidente pour passer d’une mobilité carbonée à une mobilité « propre ».

En revanche, dans les systèmes énergétiques insulaires qui ne bénéficient pas, ou peu, d’interconnexions à un réseau électrique continental, l’implantation de véhicules électriques doit être envisagée avec précaution. La dimension réduite des îles semble en faire un espace particulièrement adapté à l’autonomie de ce type véhicule et, ce, malgré une topographie souvent montagneuse et un besoin potentiel en climatisation.

Cependant, même si les mix énergétiques locaux sont appelés à évoluer, ils resteront encore durablement marqués par une production thermique fortement carbonée (diesel, charbon). C’est la raison pour laquelle le bilan carbone du véhicule électrique pourrait s’avérer très loin de l'objectif recherché.

À cela, il convient d’ajouter la fragilité plus grande de l’équilibre entre l’offre et la demande d’électricité sur ces territoires. La recharge simultanée des véhicules à la pointe du soir conduirait à une fragilisation supplémentaire pouvant nécessiter de nouveaux investissements dans des moyens de production de pointe (notamment des Turbines à combustion - TAC) quasiment dédiés à cet usage. Il faut également caractériser les effets qu’aurait le développement des véhicules électriques sur la Contribution au service public de l’électricité (CSPE).

Afin de répondre aux enjeux de fragilité du système et de mix énergétique fortement émetteur de CO2, EDF SEI publie aujourd’hui un signal binaire pour le pilotage de la charge des véhicules électriques. Les bornes de recharge pilotées délivrent des puissances plus élevées lorsque la part du renouvelable est importante dans le mix énergétique instantané du territoire. Dans ces territoires insulaires où les sources d’énergie sont très carbonées, l’objectif affiché par EDF SEI est que les véhicules électriques se rechargent à partir d’énergies renouvelables. Ce signal incite également les utilisateurs de VE à se recharger en dehors des périodes de contraintes sur le réseau, et notamment la pointe de consommation du soir.
 

2. Augmenter l’insertion des EnR

Dans les ZNI, les EnR sont déconnectées à partir d’un certain seuil d’injection dans le réseau pour préserver l’équilibre du système électrique. En 2014, la puissance injectée par les EnR dans un système ne pouvait ainsi dépasser 30% du mix instantané. Ce seuil était commun à tous les systèmes isolés, et était imposé par la réglementation. Dans sa délibération Smart grids du 12 juin 2014, la CRE avait donc demandé aux gestionnaires de réseaux qui opèrent dans les ZNI de mener des études pour relever ces seuils sans remettre en cause la sécurité du système. Ces études devaient prendre en compte les caractéristiques spécifiques à chaque système.

Dans le cadre des projets ACCUEIL et AVENIR, EDF SEI a défini une méthodologie pour fixer les limites techniques d’insertion des EnR. En fonction de la politique de risque, il est possible de déterminer quelle est la part d’ENR que le système est capable de gérer, même en cas d’incidents.

Grâce à ces outils, EDF SEI est donc en mesure de définir des seuils de pénétration d’EnR plus élevés tout en garantissant la sureté du système. A la suite de ces études, les seuils de certaines ZNI ont été relevés et inscrits dans les PPE des territoires concernés. À titre d’exemple, la PPE de la Martinique, publiée en 2018, fixe désormais le seuil de déconnexion des EnR à 35% du mix instantané.

Ces seuils ont vocation à augmenter, ils devront par exemple être portés à 45% pour la Martinique en 2023. Les gestionnaires de réseaux des ZNI ont pour mission, en collaboration avec l'Etat et les collectivités territoriales, de définir les conditions technico-économiques pour relever ces seuils (insertion de stockage, renforcement de la tenue des EnR aux creux de tension, etc.). De futures études seront donc menées pour atteindre ces objectifs.
 

3. Atteindre des mix 100% renouvelables dans les microgrids

Les démonstrateurs de l’île de Sein et du cirque de Mafate à La Réunion ont testé l’utilisation de stockage pour atteindre des mix 100% renouvelable dans des micro-réseaux. Le stockage permet de corriger les écarts de production avec la prévision d’électricité renouvelable tout en offrant des services à différents horizons temporels tels que le transfert d’énergie (quelques heures) et le réglage de la fréquence (quelques secondes). Le principal enjeu technique de ces démonstrateurs réside dans le maintien de la stabilité du réseau sans avoir recours à des machines tournantes. Les solutions proposées reposent sur l’utilisation d’un dispositif de stockage interfacé avec un algorithme de pilotage appelé EMS (Energy Management System). Cet EMS est garant de l’équilibre offre-demande et s’assure que les services système sont assurés en permanence. Ces deux expérimentations sont des succès. En effet, ces systèmes peuvent fonctionner avec un mix 100% renouvelable pendant des durées allant de quelques heures par jour dans le cas de l’île de Sein à quelques jours dans le cas du cirque de Mafate.