Feuille de Route Stratégique Systèmes électriques intelligents Systèmes électri

Feuille de Route Stratégique Systèmes électriques intelligents Systèmes électriques intelligents 2/3 Sommaire Préambule..........................................................................................................................................................................................4 1 Contexte. .......................................................................................................................................................................................6 1.1 Définition...............................................................................................................................................................................6 1.2 Types d’acteurs, filière industrielle des systèmes électriques intelligents. ...........................................8 1.3 Contexte réglementaire................................................................................................................................................8 2 Enjeux de déploiement des systèmes électriques intelligents..................................................................12 3 Périmètre de la feuille de route. ...................................................................................................................................14 3.1 Champ thématique. .......................................................................................................................................................14 3.2 Périmètre géographique. ............................................................................................................................................15 3.3 Horizons temporels......................................................................................................................................................15 4 Les visions prospectives....................................................................................................................................................16 4.1 Paramètres clés. ...............................................................................................................................................................16 4.2 La vision moyen terme 2030. ..................................................................................................................................17 4.3 Les visions 2050..............................................................................................................................................................18 5 Verrous. .........................................................................................................................................................................................23 5.1 Verrous technologiques. ..............................................................................................................................................23 5.2 Verrous à caractère réglementaire et économique....................................................................................25 5.3 Verrous à caractère sociétal. .....................................................................................................................................25 6 Priorités de recherche. .......................................................................................................................................................26 6.1 Priorités de recherche à caractère technologique. .....................................................................................26 6.2 Priorités de recherche à caractère économique et réglementaire. ...................................................28 6.3 Priorités de recherche concernant les sciences humaines et sociales. ............................................29 Préambule Depuis 2010, l’ADEME gère quatre programmes dans le cadre des investisse­ ments d’avenir . Des groupes d’experts issus de la recherche dans les secteurs de l’industrie, des organismes de recherche et des agences de financement et de programmation de la recherche, sont chargés, dans le cadre d’un travail collectif, de la réalisation de feuilles de route stratégiques. Celles-ci sont utilisées pour lancer les Appels à manifestations d’intérêt (AMI). La feuille de route Systèmes électriques intelligents a pour objectif : •  D’éclairer les enjeux industriels, technologiques, environnementaux et socié­ taux du développement de la filière ; •  D’élaborer des visions cohérentes et partagées des technologies ou des systèmes socio­ techniques en question à moyen et long terme ; •  D’identifier les verrous technologiques, organisationnels, environnementaux et socio-économiques, et donc d’initier (ou de poursuivre) le développement de technolo­ gies performantes et économiquement viables ; •  De mettre en avant les besoins et priorités de recherche, de développement, d’innovation et d’accompagnement à déployer pour améliorer la compétitivité des offres et des entreprises dans ce secteur, de permettre d’atteindre les objectifs ambitieux établis dans le cadre du Grenelle de l’environnement, de favoriser et d’accompagner le développement d’une filière française. Ces besoins peuvent servir ensuite de base pour : - la rédaction des AMI ; -  La programmation de la recherche au sein de l’ADEME et d’autres institutions comme l’Agence nationale de la recherche (ANR), le Comité stratégique national sur la recherche énergie ou l’Alliance nationale de coordination de la recherche pour l’énergie (Ancre). Ces priorités de recherche et d’expérimentation proviennent du croisement entre les visions et les verrous, mais prennent également en compte les capacités françaises dans les domaines de la recherche et de l’industrie. 1. Les investissements d’avenir s’inscrivent dans la continuité des orientations du Fonds démonstrateurs de recherche géré par l’ADEME. Les quatre pro­ grammes concernés sont : Energie renouvelable, décarbonée et chimie verte, Véhicules du futur, Réseaux électriques intelligents et Economie circulaire. Systèmes électriques intelligents 4/5 Liste des membres du groupe d’experts 2. RTE : Réseau de transport d’électricité ; ERDF : Electricité réseau distribution France ; GEG : Gaz électricité de Grenoble ; CRE : Commission de régulation de l’énergie ; Anssi : Agence nationale de la sécurité des systèmes d’information ; CMA : Centre de mathématiques appliquées ; Puca : Plan urbanisme construction architecture. Nature de l’organisme Nom Organisme d’appartenance2 Gestionnaires de réseaux Michel Bena RTE Pierre Mallet ERDF Nicolas Flechon GEG Régulation Didier Lafaille CRE Télécommunications Anne Coat Anssi Fournisseurs Antonin Coliche Direct Energie Joseph Maire EDF R&D / EDF SEI Olivier Devaux EDF R&D Gilles Bourgain GDF Suez Equipementiers Laurent Schmitt Alstom Grid Fabrice Graignic STMicroelectronics Philippe Lucas Orange Pierre Marlard Atos Alain Glatiny Schneider Electric Jean-Philippe Sacriste SagemCom Groupement d’intérêt écono­ mique / pôle de compétitivité Christophe Kieny Idea-GIE / Tenerrdis Laboratoires de recherche Anna Creti Laboratoire Economix Nadia Maïzi CMA – Mines Paris Tech Institutionnel François Menard Puca Les écrits de cette feuille de route engagent les experts intuitu personae et non l’institution à laquelle ils appartiennent. Par ailleurs, ce document ne reflète ni la vision de l’ADEME ni celle du gouvernement sur la politique énergétique de la France pour les années à venir. Le groupe d’experts a reçu l’appui d’un secré­ tariat technique composé de Vincent Krakowski, Gaëlle Rebec, Martin Régner, Marie-Laure Guillerminet, Marie-Pierre Hoffmann, Daniel Clément et Nicolas T onnet de l’ADEME. 1 Contexte 1.1. Définition Les systèmes électriques intelligents (voir enca­ dré) sont issus de la convergence des techno­ logies des systèmes électriques et des techno­ logies de l’information et de la communication (TIC). Ils se réfèrent à un ensemble de techno­ logies (composants, équipements électriques, logiciels et moyens de communication) inté­ grées au sein du système électrique et aux stra­ tégies de gestion de ce système complexe. Ils peuvent être également définis par rapport aux fonctions qu’ils doivent remplir, comme des « systèmes électriques capables d’intégrer, de pré­ voir et d’inciter efficacement et de manière intelli­ gente les actions et comportements des différents utilisateurs, consommateurs et producteurs (indus­ triels, tertiaires et résidentiels) qui y sont raccordés, et ce afin de maintenir une fourniture d’électricité efficace, durable, économique et sécurisée »3. Il s’agit de rendre le système plus « intelligent » et nécessairement plus communicant pour faire face aux défis de nos sociétés modernes, notamment en matière d’environnement, de développement des énergies renouvelables (ENR) et d’unités de production décentralisée d’énergie, de sécurité d’approvisionnement et d’accès à l’énergie. Ainsi les systèmes élec­ triques intelligents doivent répondre à plusieurs enjeux : anticipation de l’accroissement du taux de pénétration des énergies renouvelables variables, efficacité énergétique du système, intégration de nouveaux « objets » électriques (véhicules électriques, bâtiments à haute effica­ cité énergétique4…), fiabilisation et sécurisation accrues du réseau électrique, optimisation des investissements existants et à venir, ainsi que des coûts de fonctionnement associés. 3. Définition de la plate-forme technologique européenne sur les Smart Grids. 4. Bâtiments qui peuvent, sur l’année, produire plus d’énergie qu’ils n’en consomment. Système et réseau électrique Le système électrique comprend les sites de production d’électricité, les lieux de consommation mais égale­ ment les infrastructures de transport, et les méthodes pour organiser tous ces moyens. Le réseau électrique est une infras­ tructure du système : il comprend un réseau public de transport, permettant d’acheminer des quantités importantes d’électricité sur de longues distances, et un réseau de distribution, qui prend le relais pour acheminer l’électricité sur les derniers kilomètres, à l’échelle locale, et desservir les usagers. La notion de système est privilégiée à celle de réseau, afin de couvrir l’en­ semble des problématiques et enjeux inhérents au déploiement de ces tech­ nologies ; ainsi, les systèmes élec­ triques intelligents ne se limitent pas au réseau, mais concernent le sys­ tème électrique dans sa globalité depuis les sites de production d’électricité jusqu’aux consommateurs en passant par les infrastructures de transport, de distribution, de stockage, ainsi que les méthodes et services de gestion et de pilotage (réseaux, demande). ©SCLE/Delphine Barette Systèmes électriques intelligents 6/7 La notion de Smart Grids La Commission de régulation de l’éner­ gie (CRE) précise que5 : « pour faire face aux mutations du paysage énergétique, il est nécessaire de moderniser le système électrique. Le contexte français et euro­ péen, dans lequel se sont développés les réseaux électriques, conduit à privilégier le déploiement des technologies de Smart Grid plutôt que le remplacement et le renforcement massif des réseaux et des capacités de production conventionnelles. L’intégration des nouvelles technologies de l’information et de la communication aux réseaux les rendra communicants et per­ mettra de prendre en compte les actions des acteurs du système électrique, tout en assurant une livraison d’électricité plus effi­ cace, économiquement viable et sûre ». Pour l’Agence internationale de l’énergie (AIE), les Smart Grids6 sont un ensemble de technologies clés dans le but de faire face aux besoins actuels et futurs du sec­ teur de l’électricité et de permettre le déploiement effectif de technologies bas carbone telles que les énergies renouve­ lables et les véhicules électriques. 5. www.smartgrids-cre.fr 6. Impact of Smart Grid Technologies on Peak Load to 2050, OECD/IEA 2011. Plus qu’une étape de conception, il s’agit avant tout d’un gain en communication et en intelli­ gence des systèmes électriques actuels (à titre d’exemple, l’observabilité et la communication des réseaux de transport, développées depuis de nombreuses années, ont permis de sécuri­ ser et de rendre plus réactif le système élec­ trique à cette échelle). La feuille de route porte ainsi sur l’ensemble de la chaîne de valeur des systèmes électriques intelligents (voir encadré). Elle ne se limitera pas à la simple question des verrous et priorités technologiques, que ce soit au niveau du réseau de transport ou du réseau de distribution ; les réflexions ont porté sur les évolutions et modi­ fications aussi bien techniques, économiques que réglementaires et sociétales, qu’elles soient contraintes, demandées ou permises dans le cadre du déploiement de ces systèmes élec­ triques. La chaîne de valeur des sys­ tèmes électriques intelligents Elle s’étend de la production d’électricité jusqu’aux consommateurs industriels, ter­ tiaires et résidentiels, via l’optimisation des réseaux de transport et de distribution. Les systèmes électriques intelligents couvrent quatre fonctions principales : 1.  l’efficacité, la sécurité et la sûreté des réseaux de transport et de distribu­ tion, uploads/Science et Technologie/ systemes-electriques-intelligents-7651.pdf

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