Le bâtiment : acteur du smart-grid

D’un bâtiment consommateur…

Les bâtiments ont toujours fait appel à divers réseaux d’énergie (électricité et gaz) pour assurer leur bon fonctionnement, et notamment réchauffer ses occupants. La sollicitation du réseau électrique, à des puissances et horaires variables (Cf. schéma) tend à le rendre instable. En effet, afin que le système fonctionne, il doit y avoir équilibre entre la consommation et la production d’électricité, et ce à tout instant.

Ces dernières années, le phénomène de pointe de consommation d’électricité en hiver vers 19h, tend à déséquilibrer de plus en plus le réseau. En conséquence, ce dernier est dimensionné pour répondre à cette courte période, mais surdimensionné pour le reste de la journée. De plus, ce pic du soir nécessite le démarrage de centrales thermiques très polluantes. Le prix à payer est donc double : à la fois économique et environnemental.

http://www.developpement-durable.gouv.fr/La-maitrise-des-pointes-de.html

Ce problème prend encore plus d’importance dans les régions comme la Bretagne ou PACA où le réseau électrique locale est peu connecté avec le reste du réseau Français. Pour palier à ce problème, des premières mesures ont pu être adoptées au niveau local. On peut par exemple citer l’opération Ecowatt. Mise en place en 2008, elle alerte par sms les Ecow’Acteurs, lors des périodes à risques, afin qu’ils réduisent leur consommation. Le principe est posé, le bâtiment, grâce à ses occupants, peut moduler sa consommation en fonction des besoins du réseau.

… à un bâtiment acteur de l’équilibre du réseau électrique…

Le bâtiment n’est donc par forcément une charge pour le réseau. Véritable changement de paradigme, le bâtiment peut devenir un acteur incontournable de son équilibre en modulant sa demande électrique en fonction des besoins du réseau et non plus l’inverse. Pour parvenir à un tel bouleversement, de très nombreux projets de Smart Grids (réseau intelligent) voient le jour en France (comme à Nice, Lyon, en Vendée…). Grâce à la flexibilité de la consommation du bâtiment, c’est-à-dire de certains de ses équipements comme le chauffage, ou de l’électroménager (comme la machine à laver), il est possible de consommer moins pendant une période de pointe, et de consommer plus pendant une période creuse permettant d’équilibrer le réseau électrique.

Il est également possible de lisser la consommation électrique au niveau local en encourageant des quartiers regroupant maisons, commerces et bureaux. Ainsi, chaque élément du quartier aura un profil différent entraînant des consommations à des heures différentes. Toujours dans l’optique de faciliter l’équilibre entre la demande et la consommation, un bâtiment connecté au réseau peut aussi moduler sa consommation d’énergie en fonction de la production d’énergies renouvelables locales.

Les bâtiments sont de moins en moins des entités seulement consommatrices d’énergie, ils se transforment en producteur d’énergie grâce aux EnR (pour le moment principalement solaire) et dans le futur seront producteurs nets d’énergie : les bâtiments à énergie positive. Se pose alors l’intégration de ces bâtiments dans le réseau. Devront-ils autoconsommer l’énergie produite ou la réinjecter dans le réseau ? Et surtout, comment autoconsommer l’énergie produite alors que les besoins arrivent à tout instant ?

Outre la modulation de la consommation du bâtiment, une deuxième solution pourrait également venir de batteries de stockage électrique. Certains industriels comme Tesla, proposent d’ailleurs déjà des batteries pour maison individuelle. Il serait alors possible de produire de l’électricité dans une maison la journée grâce à des panneaux photovoltaïques, de la stocker dans des batteries et de l’utiliser le soir quand le bâtiment est occupé. Il serait également possible de stocker de l’électricité du réseau et de la déstocker aux meilleurs moments pour assurer la stabilité de celui-ci. Les périodes de stockage et de déstockage s’établiront ainsi directement entre la batterie et le réseau.

… grâce à de nouvelles technologies de mesure et de communication !

La communication des besoins du réseau au bâtiment et ses équipements est donc un enjeu primordial. Les compteurs intelligents comme le Linky, qui utilise la technologie des Courants Porteurs de Ligne (CPL) pour communiquer des donner via le réseau électrique, sont des interfaces permettant la communication dans les deux sens. De tels compteurs permettront à terme d’adapter de nouvelles offres tarifaires pour la consommation et la production d’électricité des particuliers. Un standard de fabrication des équipements « Linky ready » est également en développement grâce à la technologie des Émetteurs Radios Linky (ERL) qui facilitera la communication entre le compteur et les équipements.

Ces nouveaux compteurs sont le complément parfait des nouveaux thermostats intelligents comme ceux de Nest ou Qvivo capables d’apprendre automatiquement et en peu de temps le comportement d’un bâtiment et de ses occupants afin de régler au mieux la température intérieure et de réaliser des économies. Ces compteurs seront également capables à terme de piloter les équipements du chauffage en fonction du prix de l’électricité, mais également de la charge du réseau ou de la production locale des énergies renouvelables.

Quels impacts pour les fabricants de matériaux et composants ?

• Penser le développement du produit pour qu’il puisse échanger avec le compteur intelligent ou directement avec le réseau électrique
• Engager des réflexions sur la possibilité de programmer les produits
• Réfléchir à la possibilité de décaler dans le temps l’usage du produit

Quels impacts pour les acteurs du bâtiment ?

• Analyser les données issues des objets connectés
• Affiner le développement des produits en fonction de ces nouvelles données disponibles

Article publié par TBC sur Mondial du bâtiment
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