Orateur(s)
Bertrand Cornélusse Chargé de Cours (Institut Montefiore, ULiège)
Thibaud Hilmarcher Expert en Mobilité Décarbonée (Tractebel)

L’électrification de notre quotidien et son impact sur les réseaux

    Résumé

    La transition énergétique entraîne son lot de (r)évolutions qui impactent les réseaux, que ce soit au niveau « micro », « méso » ou « macro » … À l’occasion de cette rencontre-conférence, nous avions réuni Bertrand Cornélusse (ULiège) et Thibaud Hilmarcher (Tractebel) pour évoquer les challenges générés par l’électrification de notre quotidien, avec un focus particulier sur son impact sur les réseaux.

    Bertrand Cornélusse, Chargé de Cours (Institut Montefiore, ULiège), a débuté sa présentation en affirmant qu’à l’horizon 2050, l’électricité devrait passer à 55% du mix énergétique (voir les résultats d’études réalisées par RTE).

    Au niveau local (et plus spécifiquement à l’échelle de la « maison »), quelles observations peut-on livrer quant aux tendances ?
    Bien-sûr, la tendance va dans le sens d’une décentralisation de la production d’électricité. Au vu des caractéristiques de la maison du futur (à gros traits : voiture connectée au réseau, pompe à chaleur, panneaux photovoltaïques, I.A…), on ne peut que constater une augmentation importante de la consommation d’électricité (x3,5). On passerait donc d’une consommation de 4 MWH à 13,5 MWH.

    Cette augmentation n’est pas sans causer de problèmes qui alimentent de nombreuses recherches ! Outre les problèmes de saisonnalité bien connus, se posent également les problèmes de surtension et de surintensité.
    Heureusement, les innovations apportent déjà leur lot de possibilités de flexibilité : pilotage de la recharge des véhicules, équilibrage des phases, chauffage intelligent, stockage stationnaire, gestion de la puissance – délestage, convertisseurs de puissance, Vehicule to Grid (V2G).

    Néanmoins, pour exploiter cette flexibilité, il faut être capable de prédire et de contrôler, aussi bien au niveau production que consommation (et cela d’ailleurs, bien au-delà du seul contexte de la « maison »). Bertrand Cornélusse a ensuite expliqué comment dimensionner le système au mieux sur base des données recueillies, et grâce à la modélisation et à l’apprentissage en vue d’optimiser les résultats.

    Au-delà de la maison, comment faire évoluer le réseau de façon optimale en suivant ces évolutions, par exemple, à l’échelle du quartier ?
    Compte tenu des scénarios de pénétration des réseaux par les véhicule électriques et les pompes à chaleur, on peut estimer que l’on augmente 4 fois le niveau de la pointe de courant. Le réseau n’ayant pas été dimensionné pour cela, des solutions vont devoir, ici aussi, être développées. Le but étant de réguler au maximum.

    Bertrand Cornélusse a évoqué les travaux en cours avec son équipe, portant notamment sur des onduleurs qui offrent beaucoup de flexibilité afin d’équilibrer les phases, et, de façon générale, sur des solutions intelligentes (avec, notamment, la mise au point d’un algorithme qui « dialogue » avec ses voisins et décide de lui-même de la bonne action à entreprendre).
    Si ces derniers travaux sont actuellement réalisés de façon virtuelle (software), les équipes investissent actuellement dans un système « Hardware in the loop » afin de l’amener au plus proche de la réalité.
    Avant de clôturer son intervention, il a rappelé la nécessité de mettre à jour les systèmes et les réglementations techniques, au vu de ces évolutions amenées par la transition énergétique.

    Thibaud Hilmarcher, Expert en Mobilité Décarbonée (Tractebel), a ensuite pris le relais de la présentation en montant d’échelle pour passer aux observations au niveau d’une Ville. Il a tenu à préciser que, bien que le transfert modale soit à ses yeux une priorité absolue, il est évident que la voiture continuera d’exister. Or, dans un contexte où l’on prévoit une explosion sans précédent et rapide des ventes de voitures électriques, de nombreux enjeux apparaissent, notamment au niveau des villes. Parmi ces enjeux, son exposé a mis en lumière l’importance du dimensionnement et de la localisation des réseaux de bornes électriques.

    Afin que ces futurs réseaux de recharge soient suffisamment développés mais pas surdimensionnés, il s’agit de tenir compte des différents usages et besoins des utilisateurs ; un réseau de bornes doit être anticipé en connaissance de cause. Ainsi, il a expliqué le travail réalisé par Tractebel pour définir le nombre et le type de bornes de recharges adéquates par rapport à un territoire (car choisir le bon chargeur, en fonction de l’usage, est également à prendre en compte). Thibaud Hilmarcher a pu détailler l’analyse multi-dimensionnelle réalisée, en ce qui concerne la mobilité sur un territoire, pour orienter au mieux les choix et ce, dans une démarche prospective !

    Enfin, il a parlé de l’importance du pilotage de la demande pour que l’entièreté de celle-ci n’arrive pas au même moment. Il a ainsi promu le « Smart charging » - un outil pour participer à l’équilibre du réseau et lisser les pics d’appels de puissance, qui présente différents avantages (dont le fait de lancer automatiquement la recharge lors d’un pic de production d’énergie).

    Selon Thibaud Hilmarcher, le « Smart charging » est également la première brique nécessaire au Vehicle to Grid, une innovation qui, bientôt, fera partie de l’équation de cet écosystème de la transition, bien que subsistent aujourd’hui beaucoup de difficultés (notamment liées au marché et à la règlementation). Sans doute, avant d’en arriver au V2G aura-t-on pu faire advenir plus largement le V2Home… Un sujet intéressant à développer d’ailleurs, dans le cadre d'une prochaine rencontre LIEGE CREATIVE !

    Retrouvez ci-dessous les présentations de cette rencontre :

    La transition énergétique entraine son lot de (r)évolutions qui impactent les réseaux, que ce soit au niveau « micro », « méso » ou « macro » … À l’occasion de cette rencontre-conférence, deux experts partageront leurs observations.

    D’abord, au niveau local

    En plus d'une augmentation de la production d'électricité renouvelable, beaucoup de scénarios de transition énergétique prévoient un usage croissant de l'électricité pour la mobilité et le chauffage. Mais ces scénarios de planification énergétique minimisent souvent l'impact de cette évolution sur les réseaux électriques. Par exemple, une pénétration importante de la production photovoltaïque dans un réseau de distribution peut provoquer des surtensions et nécessite donc soit une réduction momentanée de la production, soit un renforcement du réseau, soit une gestion de la demande. Du côté de la demande, la pénétration croissante des pompes à chaleur et véhicules électriques peut aussi provoquer des problèmes dans les réseaux. Dans cette présentation nous prendrons l’exemple d’un morceau de réseau de distribution basse-tension (une rue), analyserons dans quelle mesure ces effets se compensent, et quelles sont les solutions pour la gestion du réseau.

    Ensuite, à l’échelle d’une ville

    En complément des nouveaux usages de mobilité (basés sur les services) et des ambitions affichées de transfert modal, l’électrification des véhicules particuliers va considérablement impacter les villes. Pour accompagner cette transition, les villes doivent tenir compte des différents usages et besoins d’utilisateurs pour dimensionner les futurs réseaux de recharge pour véhicules électriques. Ce dimensionnement doit à la fois considérer les besoins des utilisateurs sans se substituer aux infrastructures privées, être suffisamment développé sans être surdimensionné, en se souciant des évolutions technologiques à venir, et, enfin, doit tenir compte des capacités techniques du réseau et de la manière d’optimiser la gestion de la recharge.