Environnement | Protéger les ressources naturelles
21 avril 2009
Technologie et partenariats : les clés d'un réseau électrique de pointe
Sa structure et ses normes sont à l'étude aux États-Unis.
Washington - Le réseau de distribution d'électricité de l'avenir sera un système « intelligent » en ce qu'il sera capable de collaborer avec les consommateurs pour économiser de l'énergie, de produire du courant à partir de diverses sources renouvelables, d'anticiper ses propres défaillances, de se réparer, de stocker de l'énergie et d'assurer le ravitaillement en « carburant » d'une nouvelle génération de voitures électriques.
Certes, à l'heure actuelle, le secteur électrique est loin d'une telle efficacité, mais de nouveaux partenariats et autres formes de collaboration se construisent pour s'assurer que les techniques, les structures et les normes de pointe nécessaires à une telle transformation du réseau se concrétisent au moment opportun.
« Il n'existe pas de vrai modèle de réseau intelligent », a indiqué à America.gov Steve Bossart, directeur de la division des systèmes électriques intégrés au Laboratoire national des techniques énergétiques, qui relève du ministère de l'énergie des États-Unis (DOE). M. Bossart représente ce laboratoire auprès du Groupe de travail national sur le réseau intelligent.
Pour faire avancer la modernisation de ce réseau, le DOE a conclu des partenariats avec ses principaux promoteurs du secteur privé, notamment :
• l'Alliance GridWise, programme de collaboration entre le DOE et le consortium GridWise d'organismes publics et privés s'intéressant à l'énergie électrique ;
• l'Initiative IntelliGrid de l'Institut de recherche sur l'énergie électrique (EPRI), qui vise à établir les fondements techniques d'un réseau intelligent reliant la production électrique à des systèmes de communications et de contrôles informatiques pour accroître la fiabilité, les capacités et les services aux consommateurs ;
• l'Initiative Galvin Electricity, lancée en 2005 sous les auspices de l'ancien directeur de Motorola Robert Galvin, dans le but de créer un système de production électrique qui utilise les sources d'énergie de manière efficace, soit durable sur le plan de l'environnement, puisse résister aux catastrophes naturelles et atténuer les dégâts causés par des attaques terroristes potentielles.
Créer un réseau intelligent
Selon le DOE et d'autres experts de ce secteur, la maîtrise de cinq techniques sera indispensable à la mise en place d'un réseau intelligent.
Il s'agit tout d'abord de l'intégration des communications entre les différents éléments du réseau et la structure générale, grâce à un logiciel actualisable et améliorable, en vue d'assurer un flux d'informations en temps réel et en continu, permettant à chaque élément « de parler » et « d'écouter ». Ensuite, il s'agira de concevoir des techniques de collecte et d'analyse des données pour appuyer les dispositifs de télésurveillance des instruments et établir le coût de l'électricité consommée (ce qui se ferait au moment où le courant est utilisé par les entreprises et les consommateurs et non plusieurs semaines plus tard lors du relevé du compteur).
Une telle interaction est démontrée par un système technique de contrôle direct de la consommation électrique que l'EPRI - une entité indépendante sans but lucratif - et la société d'énergie et d'électricité de l'État du New Jersey (JCP&L) sont en train de mettre au point. Dans le cadre d'un volet de ce projet, les instruments de la compagnie électrique communiquent avec les climatiseurs des maisons et des immeubles dans une région du New Jersey, a expliqué à America.gov Matt Wakefiel, directeur du programme de l'EPRI pour le réseau intelligent.
« JCP&L peut savoir quand l'un de ces climatiseurs est en marche et quand il ne l'est pas », a expliqué M. Wakefield. « Cette information lui permet de déterminer à tout moment combien d'électricité est utilisée et comment le courant peut être temporairement coupé en cas d'urgence, et de le faire sans avoir à deviner. »
D'autres techniques de pointe pour le réseau intelligent comporteront des éléments sophistiqués qui mettront en œuvre les dernières avancées scientifiques sur la supraconductivité, le stockage du courant et les systèmes informatisés et de diagnostic ; des méthodes de contrôle pour surveiller les éléments principaux de la structure ; enfin, des interfaces et des logiciels améliorés pour appuyer les compétences humaines en matière de prise de décisions face à un réseau plus complexe et autonome.
« Il y a aujourd'hui aux États-Unis environ 30.000 appareils de production électrique sur le réseau. Au cours de la prochaine décennie, il y en aura de 500.000 à 1 million », a dit à America.gov le président d'Horizon Energy Group Steve Pullins.
La communication sera clé
Un réseau intelligent ne sera pas vraiment possible à moins que chaque nouvel instrument et système principal ne soit capable de communiquer à tous les autres éléments de ce réseau. Cette « interopérabilité » essentielle dépend d'un cadre coordonné de protocoles et de normes dont l'élaboration a tout juste commencé.
Le 7 avril, l'Institut des États-Unis sur les normes et la technologie (NIST) a annoncé qu'il œuvrerait de concert avec l'EPRI pour mettre au point un plan visant à déterminer la structure du réseau intelligent et les normes initiales.
Cette initiative, a précisé M. Wakefield, « vise à coordonner les travaux entrepris dans le cadre de nombreux projets d'EPRI, tels que l'IntelliGrid d'EPRI et d'autres entités dans ce secteur, notamment le programme pour un prototype du réseau intelligent du DOE. Les efforts principaux à cette étape visent surtout à parvenir à un consensus dans cette industrie sur les structures de base de ce réseau intelligent et sur un plan de normes qui pourront soutenir l'interopérabilité de ces structures. »
Les divers organismes du secteur électrique contribueront à ce plan.
« C'est la première phase d'une initiative plus vaste du NIST qui vise à coordonner la mise en vigueur de ces normes et à œuvrer ensuite à la création d'un cadre pour les mettre à l'épreuve et les certifier », a ajouté M. Wakefield.
À la fin de l'année, le NIST soumettra une proposition pour obtenir l'approbation de la Commission fédérale de réglementation sur l'énergie qui est responsable de la distribution et de la vente de l'électricité entre les États.
