Une conscience énergétique pour une meilleure efficacité énergétique

Grâce à des programmes d'incitation gouvernementaux et à une demande croissante en énergie renouvelable, la pose de panneaux photovoltaïques et de petites éoliennes sur les toits des maisons et des bâtiments est désormais répandue en Europe. Avec l'aide des réseaux électriques intelligents, les consommateurs peuvent utiliser leur capacité de production domestique pour passer de simples récepteurs passifs à des participants actifs à la chaîne d'approvisionnement énergétique, réduisant ainsi les émissions de CO2 dans l'UE de 9% et la consommation énergétique des ménages de 10%.

Mais pour ce faire, les consommateurs doivent être en mesure de suivre leur consommation électrique en temps réel et d'en gérer l'utilisation de manière à économiser de l'énergie et de l'argent. Et les opérateurs des réseaux doivent être en mesure d'adapter l'approvisionnement électrique des centrales électriques centralisées et de plus en plus de sources de production plus petites à la demande.

Le projet ENERSIP («Energy-saving information platform for generation and consumption networks»), financé par l'UE, a développé une méthode d'amélioration de ces processus de suivi et d'adaptation. En offrant aux fournisseurs d'énergie et aux consommateurs des informations et des prévisions en temps réel sur la consommation énergétique, il sera possible de faire corroborer l'offre et la demande électrique et ainsi de réduire les gaspillages et de renforcer la fiabilité.

«Pour une entreprise de services publics, le scénario idéal est de produire suffisamment d'électricité pour satisfaire à la demande», explique le Dr Leire Bastida, la coordinatrice du projet ENERSIP. «Cela signifie parfois de prévoir une estimation de la demande et de définir les actions nécessaires pour répondre à une augmentation de la demande tout en sachant qu'il serait avantageux d'essayer de réduire cette demande. Nous voulions développer des outils qui aideraient les fournisseurs et les consommateurs à faire de meilleurs choix pour maintenir un équilibre entre l'offre et la demande».

Faire correspondre l'offre à la demande

Les partenaires d'ENERSIP ont ainsi collaboré pour développer une plateforme ouverte qui offrirait une palette de services d'évaluation et de contrôle énergétique, conçus pour améliorer la flexibilité et la réactivité du réseau électrique.

«Notre plateforme et nos services sont conçus pour ouvrir la voie à une génération quasi en temps réel et à une adaptation de la consommation en fonction de la demande dans les bâtiments résidentiels et commerciaux et dans des quartiers entiers», explique le Dr Bastida. «ENERSIP a dû développer et mettre en œuvre de nombreuses technologies, comme des capteurs et des dispositifs de communication sans fil pour suivre la consommation électrique des appareils électroménagers, des algorithmes pour prédire la demande énergétique ainsi que des systèmes de contrôle capables d'éteindre les appareils et d'allumer les systèmes de production.

Nous voulions également changer le comportement des consommateurs», explique le Dr Bastida. «Le pouvoir d'Internet et des réseaux sociaux est essentiel pour informer les consommateurs et les encourager à changer leurs habitudes de consommation énergétique.»

Comme l'explique le Dr Bastida, la stratégie du projet était très simple: obtenir une efficacité énergétique élevée par un mélange de coordination, de gestion efficace des ressources du réseau et d'altération du comportement des consommateurs en leur offrant un retour d'information et des conseils précis. Si les utilisateurs peuvent utiliser ces éléments pour réduire leur consommation énergétique, il sera possible de réduire la charge pesant sur la production et l'approvisionnement énergétique.

Du suivi à la prévision

Le secret d'ENERSIP réside dans la communication entre chaque appareil dans la maison, et idéalement, pour chaque maison dans un quartier. Le projet a développé un ensemble de fiches intelligentes, utilisées pour connecter des appareils aux prises électriques en vue de suivre la consommation électrique. Ces données sont envoyées par une connexion sans fil en temps réel à un concentrateur qui compile les données et envoie les informations via Internet à un fournisseur énergétique ou un distributeur local.

«Ces données de consommation sont importantes pour nos idées», explique le Dr Bastida. «Une fois en possession de ce niveau de données, particulièrement à l'échelle d'un quartier ou d'un site commercial plus grand, nous pouvons les analyser, déterminer des schémas et plus important encore, commencer à faire des prévisions. Si vous pouvez anticiper les pics de demande, vous pouvez commencer à équilibrer l'offre et la demande en renforçant plus efficacement la production ou en débranchant les appareils inutiles jusqu'à ce que la demande augmente de nouveau.»

Ces fiches intelligentes ont été utilisées avec différents types d'appareils allant de simples luminaires et de chauffages électriques à des appareils intelligents comme la télévision et les ordinateurs. La recherche ENERSIP a également testé comment ces appareils devraient communiquer les uns avec les autres et avec d'autres réseaux dans les bâtiments pour créer une infrastructure intelligente pouvant être contrôlée à distance ou automatiquement. L'équipe ENERSIP a également examiné comment un tel système pouvait être déployé dans un quartier entier.

«Nous nous sommes assurés que notre communication sans fil avec les sites d'un quartier avait une certaine redondance intégrée, car lorsqu'on se base sur les flux de données pour gérer un réseau électrique, en cas de panne du réseau, c'est le chaos total», commente le Dr Bastida. «Nous avons associé des réseaux de téléphonie mobile, des réseaux sans fil et à large bande pour créer un réseau de communication à l'échelle du quartier. Bien que l'axe principal du projet ait été d'optimiser l'offre et la demande en énergie, sur le plan technique, le développement d'une communication de données sécurisée et efficace a représenté un véritable défi.»

Changer les comportements grâce à l’information

Mais le plus grand défi du projet a probablement été son approche globale visant à offrir aux consommateurs les informations sur leur consommation et à les encourager à prendre les mesures conséquentes. ENERSIP a construit une plateforme en ligne permettant aux ménages de visualiser leur consommation et d'optimiser leurs habitudes d'utilisation par rapport aux coûts unitaires et d'approvisionnement.

«Il est possible de construire un système avec des algorithmes sophistiqués pour prévoir les heures de pointe, anticiper la demande et contrôler la production selon des méthodes intelligentes. Mais nos émissions ne diminueront jamais tant que les utilisateurs ne changeront pas leurs habitudes et leur comportement», explique le Dr Bastida. «Nous croyons que le consommateur prendra des décisions durables et participera au processus d'optimisation si nous lui donnons les informations adéquates et l'aidons à faire les bons choix.»

La plateforme en ligne ENERSIP offrira aux utilisateurs des conseils (en fonction du quartier et des capacités de prévision) sur la manière de réduire ou d'optimiser leur consommation, par exemple, en leur permettant de programmer leur lave-linge (grâce à la micropuce dans la prise) pour lancer un programme à 03:00 du matin plutôt qu'à une heure de pointe telle que 20:00.

Le système ENERSIP a été testé sur deux sites pilotes où la technologie développée a été validée, tandis que l'équipe du projet a démontré, par le biais de simulations, un potentiel d'économie énergétique théorique pouvant atteindre 30%.

«Cela révèle le niveau d'inefficacité actuel si on équilibre pas l'offre et la demande», commente le Dr Bastida. «Pourtant, ce qui nous a le plus surpris était que près de la moitié de ces économies énergétiques ont été réalisées par l'outil en ligne d'ENERSIP destiné aux consommateurs et par la sensibilisation renforcée d'efficacité énergétique parmi nos volontaires».

Aller plus loin

Les partenaires du projet ENERSIP continuent de développer des prototypes de technologies et de concepts dans le cadre du projet, comme, par exemple, des capteurs et des actionneurs pour le contrôle à distance et automatisé des appareils et de l'équipement électroménager, des outils de gestion énergétique en ligne et des applications mobiles. Les algorithmes d'optimisation développés au cours du projet sont également appliqués aux outils d'intelligence commerciale et aux systèmes de gestion de décisions.

«Nous sommes certains que le consommateur est la clé de notre crise énergétique», avance le Dr Bastida. «Des économies énergétiques considérables ne sont possibles que si le consommateur change ses habitudes. Des systèmes comme ENERSIP peuvent faire la différence.»

Les technologies d'ENERSIP, comme le suivi et la prévision de la consommation énergétique ainsi que la transmission d'informations aux consommateurs, ont le potentiel de réellement permettre des économies énergétiques et d'ouvrir, très prochainement, la voie aux réseaux électriques intelligents.

Lien au projet sur CORDIS:

- le 7e PC sur CORDIS
- Fiche d'informations du projet ENERSIP sur CORDIS

Lien au site web du projet:

- Site web du projet «Energy-saving information platform for generation and consumption networks»

Lien aux vidéos connexes:

- Projet ENERSIP

Autres liens:

- Site web de la stratégie numérique de la Commission européenne