Le projet GreenLys est un test grandeur nature de gestion intelligente du réseau électrique à Lyon et Grenoble. Le projet a officiellement démarré en mai 2012 et s’est achevé en avril 2016. Après 4 ans d’expérimentation, l’heure du bilan, riche d’enseignements, a sonné.
GreenLys est la première vision globale d’un Smart Grid à Lyon et Grenoble. PHOTO//Greenlys
GreenLys est le premier démonstrateur qui a étudié l’ensemble de la chaîne de valeur d’un Smart Grid. L’expérimentation s’est intéressée aux consommateurs, aux distributeurs et fournisseurs d’électricité. Mais aussi aux installations d’énergies renouvelables (photovoltaïque) ou pilotables (cogénération et chaudières hybrides), aux bornes de recharge rapide pour véhicules électriques et aux compteurs communicants Linky. Les dimensions sociologique, environnementale, économique et technologique ont été abordées.
Le projet a nécessité 43 millions d’euros d’investissements, dont 9,6 millions d’aides de l’Ademe. 400 citoyens résidentiels volontaires et 4 sites tertiaires ont pris part à l’expérimentation. Celle-ci était portée par 5 principaux partenaires : ErDF, ENGIE, Gaz électricité de Grenoble (GEG), Schneider Electric et Grenoble INP. À Lyon, le projet a couvert 4 arrondissements sur les 9 de la ville (4e, 5e, 6e et 9e) et le quartier Lyon Confluence. À Grenoble, le projet a démarré sur l’éco-quartier de la ZAC de Bonne et Europole, avant d’être élargi à toute la ville.
L’étude sociologique a permis de montrer la satisfaction des expérimentateurs. 82 % des ménages s’estiment satisfaits du projet. 63 % ont décidé de garder les équipements de pilotage en fin d’expérimentation. Au global, 84 % sont prêts à recommander les technologies de GreenLys à leurs proches.
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Quel est l’équipement installé chez les clients ?
L’équipement est composé d’équipements domotiques de pilotage des appareils électriques et de gestion de l’énergie (solution Wiser de Schneider Electric) reliés au système d’information GreenLys, grâce à une box Internet. Le client peut piloter son chauffage, son chauffe-eau et ses prises électriques par le bais d’un smartphone ou d’un ordinateur. Un intervenant extérieur peut aussi utiliser cette passerelle pour entreprendre des effacements courts chez le client. Ces effacements consistent à décaler la mise en service des équipements électriques pour mieux assurer l’équilibre du réseau.
Dans le cadre du démonstrateur GreenLys, Engie était en charge de cette activité d’effacement. L’industriel a développé un algorithme d’agrégation pour le secteur résidentiel et tertiaire. Après avoir évalué le gisement de flexibilité de chaque expérimentateur, le système d’information pouvait décider en temps réel des effacements à réaliser de manière optimale. « Il s’agit d’un logiciel qui détermine les heures auxquelles l’effacement est pertinent, envoie un ordre sur la Box Internet qui coupe le chauffage ou l’eau chaude sanitaire du client », explique Nicolas Flechon, Directeur de projet GreenLys chez GEG.
Plusieurs tests d’effacement ont eu lieu au cours du projet : de 15 minutes à plusieurs heures, 4 à 5 fois par jour. « Le standard est un effacement d’une heure, deux fois par jour », affirme Nicolas Flechon. Le client pouvait déroger à cet ordre sur la Box pour redémarrer le chauffage ou l’eau chaude sanitaire.
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L’effacement ne permet pas d’économies d’énergie
Plus de 60 000 effacements ont eu lieu avec l’accord des testeurs. Les retours d’expériences montrent que ces effacements n’ont pas eu d’impact sur le confort des expérimentateurs. La variation de température constatée au cours d’un effacement est située en moyenne entre 0,1 et 0,2°C.
Le projet a délivré un enseignement capital. Si l’effacement diminue la demande en puissance et en énergie pendant le temps de l’opération, il opère un simple décalage de consommation dans le temps. « L’effacement ne permet pas de faire d’économies d’énergie, c’est un déplacement de consommation qui peut être intéressant pour le système électrique ou le client lorsque l’énergie est moins chère, prévient Nicolas Flechon. Quand on regarde le report de consommation à 24h, on retrouve quasiment intégralement la consommation.» Dans les minutes qui suivent l’effacement, le chauffage électrique connait une en effet surconsommation en puissance de 50 %. La surconsommation en énergie est comprise entre 40 et 60 % immédiatement après l’effacement et jusqu’à 95 % après 24h. Cet effet rebond est néanmoins maîtrisable avec des stratégies de reprises adaptées en rallumant les radiateurs de façon graduée.
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Définir une tarification dynamique pour inciter à l’effacement
Des simulations de tarifications dynamiques ont été explorées pour donner de la valeur aux services de pilotage et d’effacement. La tarification dynamique pourrait en effet devenir monnaie courante. Elle consiste à faire évoluer le prix de l’électricité en temps réel pour s’ajuster aux contraintes du réseau. Évitant ainsi le recours aux moyens de production de pointe, plus onéreux et plus polluants. Deux offres simulées ont été testées. Une comprenant deux saisons tarifaires (été/hiver), deux types de jours (semaine/week-end) et 4 niveaux de prix (heures super pleines, heures pleines, heures creuses, heures super creuses). L’autre consiste en une offre systématiquement couplée à l’effacement et 3 niveaux de prix (heures pleines, heures creuses, période de pointe). Ces tarifications permettent une réduction de facture des clients de 5 % en moyenne. « Tous les testeurs ne sont pas intéressés par la tarification dynamique. La motivation principale reste le confort », assure Nicolas Flechon.
« Le business model de l’effacement diffus est compliqué. Comme il y a peu d’économies d’énergie, l’intérêt économique est faible pour le client. Pour l’agrégateur ou le fournisseur qui va développer ces offres, il y a un coût d’installation qui ne trouve pas de recettes équivalentes, soit par l’économie d’énergie ou la valorisation de cette énergie sur le marché, en absence de marché de capacité et de valorisation de la flexibilité », analyse l’expert de GEG. « Il faudra trouver d’autres incitations pour favoriser l’émergence de ces offres », prévient-il.
L’effacement, plus rentable dans le tertiaire !
L’effacement a été testé sur 4 sites tertiaires. Les bâtiments 38 EQI et 38 TEC de Schneider Electric, le site Europole de GEG et la patinoire de la ville ont été équipés de l’offre « Prosumer » de Schneider Electric. Celle-ci permet de piloter les équipements de chauffage, ventilation et climatisation (CVC), ainsi que les infrastructures de production et de stockage d’électricité.
Plus de 200 effacements liés aux équipements de CVC ont été réalisés par Engie sur ces différents sites. L’écart avec la température de consigne ne dépassait pas 1°C afin de ne pas nuire au confort des occupants. Les résultats sont les mêmes que dans le résidentiel. L’appel de puissance est amplifié lors de la bascule de consigne. En effet, le report de consommation est supérieur à 95% dans les 24h suivant l’effacement.
En revanche, avec un tarif vert A5, des gains sur la facture jusqu’à 16 % peuvent être réalisés certains jours. Avec les tests réalisés dans le cadre de GreenLys, le retour sur investissement pour l’offre Consumer a été estimé à environ 7 ans.
D’autres sources d’effacement étudiées
GreenLys a étudié l’opportunité pour un agrégateur de valoriser la réserve de flexibilité que pourrait représenter le véhicule électrique. Les études ont montré qu’il est techniquement possible de la piloter à distance et de moduler sa puissance. Mais cette réserve est difficile à valoriser, car certaines données ne sont pas connues (état de charge, heure de départ). Le véhicule électrique ne pourra pas jouer un rôle actif dans l’équilibre du réseau sans évolutions technologiques. GreenLys s’est aussi intéressé à la flexibilité des bornes de recharge rapides. « La borne de recharge rapide est une borne de recharge d’urgence. Elle ne peut pas être utilisée comme un moyen de flexibilité intéressant, avec le risque qu’elle se fasse à un moment de pic de demande », regrette Nicolas Flechon.
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Par ailleurs, la possibilité de piloter à distance un parc de productions décentralisées, par l’agrégateur de flexibilité, a aussi été étudié. Il était constitué de 3 installations photovoltaïques de 23 kilowatts (kW), 1 stockage de 100 kW, 10 chaudières hybrides et 1 mini-cogénération de 50 kW. GreenLys a démontré la faisabilité technique et l’acceptabilité des clients vis-à-vis de ces solutions de flexibilité.
Auteur : Matthieu Combe, fondateur du webzine Natura-sciences.com
