Genèse du projet

Les villes font face à de nouveaux enjeux : mieux gérer leurs consommations énergétiques - principalement celles liées au bâti et au transport -, promouvoir les énergies renouvelables et « inciter les citoyens à utiliser des modes de transport électriques.

Ces sujets font partie des axes majeurs de la politique de développement des communautés de communes ou villes engagées dans une démarche de « Smart Community ». Ce terme désigne une communauté plus responsable qui utiliserait les nouvelles technologies de l’information et de la communication pour améliorer le bien-être de ses habitants et le dynamisme de son tissu économique tout en économisant ses ressources et son énergie et en préservant son environnement et ce pour tous, pour aujourd’hui comme pour demain.

Le démonstrateur Lyon Smart Community, en déclinant les sujets de l’énergie, du bâti, du transport et du pilotage énergétique, a apporté au Grand Lyon une contribution active dans sa politique énergétique et dans sa conception d’une ville plus intelligente. Il comptait quatre volets ambitieux :

• la maîtrise de l’énergie : réalisation de trois bâtiments intelligents « Hikari » ;
• la mobilité électrique et partagée : mise en service de Sunmoov’, une flotte de véhicules électriques en autopartage alimentée en énergie renouvelable ;
• l’éco-rénovation et le suivi des consommations : déploiement de Consotab, un système de suivi des consommations d’énergie pour les habitants, et rénovation de logements sociaux ;
• la valorisation des données : mise en œuvre d’un Community Management System, système de collecte, visualisation et analyse des données de l’énergie de l’ensemble du démonstrateur.

Pour mettre en musique un tel projet, le Grand Lyon s’est appuyé sur le NEDO (New Energy and industial technology Development Organisation) - l’agence paragouvernementale japonaise de soutien à l’innovation rattachée au ministère de l’Economie, du Commerce et de l’Industrie nippon (METI) - ainsi que sur un en-semble d’entreprises innovantes. Le Grand Lyon et le Nedo, avec le soutien de la société publique locale d’aménagement (SPLA) Lyon Confluence, du groupe Toshiba, et de leurs partenaires opérationnels ont, en effet, constitué un écosystème de quelque 30 partenaires pour la mise en œuvre du démonstrateur.

Plus de 22 entreprises françaises se sont associées au projet sous l’égide de :

• Bouygues Immobilier pour la réalisation d’un ensemble de bâtiments à énergie positive ;
• Transdev-Proxiway pour la mise en place d’un service d’auto-partage de véhicules électriques ;
• Grand Lyon Habitat pour l’éco-rénovation d’un ensemble d’habitations intégrant un système de suivi énergétique pour les résidents ;
• Toshiba Solutions pour la mise en place du data center regroupant l’ensemble des systèmes de pilotage des systèmes énergétiques.

L’accord de partenariat entre le Grand Lyon et NEDO est intervenu en décembre 2011, les expérimentations se sont ensuite déroulées jusqu’en 2015. Les résultats ont été publiés en 2017. 

Au-delà de l’utilisation des dernières technologies informatiques, de l’utilisation d’énergie renouvelable à l’échelle de bâtiments et des réseaux intelligents d’énergie, c’est dans la capacité à fédérer un ensemble d’acteurs et dans leurs compétences et métiers respectifs que réside la richesse du projet.

Les axes principaux d’expérimentation

Les métiers de l’énergie et de l’informatique, au service de la Smart Community

Toshiba, en tant qu’opérateur industriel choisi par NEDO pour la coordination du démonstrateur, a joué un rôle central dans la constitution et l’animation de l’écosystème. Il était garant vis-à-vis du NEDO et du Grand Lyon de la bonne exécution du démonstrateur. Toshiba a par ailleurs contribué au démonstrateur en apportant des technologies éco-efficientes telles que par exemple, les éclairages LED, les batteries de stockage d’énergie haute performances SCiB, et a réalisé l’ensemble des systèmes de pilotage intelligent de production et d’usages énergétique, qui sont hébergés dans son datacenter lyonnais.

Le pilotage et l’équilibre du réseau en fonction de la production, des usages, du stockage et des usages est fondamental

Le démonstrateur a permis de répondre aux questions suivantes : Quelle est la production énergétique à un instant t ? De quelle puissance les véhicules électriques en charge ont-ils besoin ? Comment allouer les ressources ?

Pour le projet Lyon Smart Community, Toshiba est intervenu sur l’ensemble du projet : depuis la conception de solutions de production, de gestion et de stockage de l’énergie, jusqu’aux systèmes de pilotage, qui touchent au résidentiel, au tertiaire, à la mobilité durable, et au quartier.

Introduction au Community Energy Management System

La prise en compte des énergies intermittentes produites dans les bâtiments et disséminées dans la ville pour le pilotage et l’équilibrage du réseau en fonction des usages, de la quantité disponible, et de la quantité stockée est fondamentale. Il s’agit de collecter en temps réel les flux énergétiques à travers un système central, le Community Energy Management System, (CEMS) de Toshiba.
Le CEMS est un outil de pilotage et de prospective, qui s’appuie sur une mesure approfondie de la con-sommation globale d’énergie sur l’ensemble du territoire de La Confluence, visant à donner aux acteurs de la ville une vision d’ensemble pour une planification optimisée des besoins et des ressources énergétiques.

Toshiba a collaboré avec les producteurs et gestionnaires de réseau d’énergie, les gestionnaires de bâtiments et les opérateurs de service de mobilité pour collecter les données sur la production et la consommation d’énergie, les agréger et ainsi fournir un outil de suivi et de planification énergétique, à l’échelle du quartier. Toshiba a conçu un système de μEMS (Micros Energy Management System) afin de veiller à l’équilibre entre les usages, en fonction de la production d’énergie renouvelable disponible en l’état du réseau local de distribution d’énergie électrique.

L’outil CEMS a donc collecté un nombre important de données hétérogènes, sur des points variés : bâti, source de production d’énergie renouvelable, points de consommation d’énergie et infrastructure de re-charge pour véhicules électriques.

Dans le cas de Lyon Smart community, le CEMS a piloté les données issues :

• de Hikari, l’ensemble de bâtiments à énergie positive et à usage mixte situé sur l’îlot P ;
• d’un système de suivi énergétique de bâtiments résidentiels existants. Il s’agit de la Cité Perrache, un ensemble de 275 habitations résidentielles éco-rénovées ;
• une flotte de véhicules électriques en auto-partage, utilisant l’énergie produite par des installations de production photovoltaïques.

La prise en compte des paramètres de production d’énergie renouvelable, de la quantité d’énergie stockée, et des usages afin de réguler et optimiser la consommation énergétique des lieux d’habitation fait également partie intégrante du système de pilotage énergétique à travers un système de pilotage résidentiel (Home Energy Management System).

Dans le cas de Lyon Smart Community, le Community Energy Management System prévoit :

• le suivi des indicateurs de production d’énergie renouvelable et de consommation d’énergie au niveau du territoire la collecte et l’agrégation des données de mesure provenant de différents bâtiments, des infrastructures et sources de production d’énergie du quartier ;
• l’analyse et la mise en forme des résultats obtenus ;
• la simulation et la planification des consommations énergétiques à venir.

Le système a agrégé les données énergétiques avec d’autres provenant des systèmes mis en place par le Grand Lyon dans le cadre de son programme de ville intelligente et durable, telles que les données de météo, de qualité de l’air, etc., afin de les restituer en différents tableaux de bords destinés aux parties prenantes du projet.

Lyon Smart Community a intégré avec pertinence et complémentarité les problématiques de l’efficience énergétique, de la multi-modalité, du rôle du citoyen et les outils de pilotage qui y sont liées. Le pilotage de la gestion énergétique de Lyon Smart Community à travers le CEMS de Toshiba contribue, ainsi, à soutenir la politique énergétique du Grand Lyon et sa démarche de transition énergétique.

Pour en savoir plus

Le site du Grand Lyon

Le bilan de l’expérimentation