Réaménagement du réseau électrique – 1ère partie
Par Paul McMullen
L’électricité a été une source d’énergie viable et fondamentale depuis que Michael Faraday a inventé la dynamo en 1831. Les mini réseaux électriques à petite échelle soutenaient des usines ou des villages individuels, et ont évolué jusqu’à devenir de grands réseaux interconnectés.
Le réseau électrique que nous connaissons est exploité depuis le milieu du 20e siècle dans les pays développés. Dans ce système, l’énergie est produite loin du lieu où elle est consommée. Des lignes de transmission gigantesques transportent l’énergie à de très hauts voltages aux réseaux de distribution locaux d’où elle est dispersée et consommée.
Lorsque des interruptions de courant surviennent, elles durent des heures et sont acceptées comme étant le prix à payer pour un accès sur demande abordable au courant fourni par le réseau électrique.
… Mais il existe aujourd’hui un meilleur moyen.
Le réseau électrique intelligent
Au 21e siècle, la santé économique, la sécurité nationale et même la sécurité et le bien-être des citoyens d’un pays, dépendent de la livraison fiable de l’électricité. L’ancien réseau, qui desservait les utilisateurs du passé, n’est simplement pas conçu pour approvisionner les grands utilisateurs de services d’aujourd’hui. Les interruptions prolongées ne sont plus tolérées et peuvent entraîner d’énormes pertes financières pour les utilisateurs résidentiels et industriels en causant une paralysie effective de la journée de travail.
Le coût des interruptions prolongées, S&C Electric Company
Les consommateurs d’aujourd’hui en demandent plus de leurs fournisseur d’électricité. L’industrie est devenue dépendante d’une source d’électricité fiable, et même l’interruption temporaire la plus minime et la plus courte peut provoquer des délais et des pertes pour les processus sensibles reposant sur un courant de qualité. [1] Cette dépendance absolue sur la qualité du courant conduit certains consommateurs à installer des dispositifs d’alimentation sans coupure, des systèmes de stockage de l’énergie [2] ou même de déployer des miniréseaux complets pour limiter leur dépendance envers le réseau électrique national. L’évolution d’un réseau électrique plus fiable est nées de la nécessité, mais aujourd’hui. Un nombre croissant d’utilisateurs déploient ces solutions pour des raisons de durabilité, de commodité ou d’objectifs financiers, car le coût de l’énergie renouvelable et des dispositifs de stockage de l’énergie par batterie continuent de baisser.
Avec la hausse du Programme Vert, le trilemme* énergétique devient un véritable problème. En matière d’énergie, les décideurs, les autorités de réglementation, les producteurs et les fournisseurs œuvrent sans cesse à équilibrer soigneusement la livraison d’une énergie sécuritaire et durable à un prix abordable.
(Coûts de l’énergie, émissions de carbone et sécurité de l’approvisionnement énergétique)
Pour satisfaire aux trois conditions du Trilemme énergétique, le réseau électrique doit s’adapter. Un système linéaire à courant à sens unique est de plus en plus remplacé en faveur d’un réseau bidirectionnel dynamique, où le courant et les données sont constamment communiqués entre le service public et l’utilisateur. Avec la hausse des tarifs d’alimentation et de production distribuée, l’électricité est désormais produite en petites quantités près d’où elle est consommée. La technologie du stockage énergétique évolue de façon à stocker l’énergie renouvelable produite pendant les heures creuses, et à distribuer la puissance du soleil la nuit et celle du vent les jours calmes. Cela exige que le réseau de distribution devienne plus flexible et limite la demande de construction et de maintenance de grandes lignes de transmission. Comme le réseau local de distribution joue un rôle plus important dans la livraison de l’énergie, on prévoit l’émergence d’un réseau électrique constitué de miniréseaux connectés où le réseau électrique agirait comme épine dorsale du « réseau de miniréseaux »
Le besoin en approvisionnement hautement sécuritaire et en temps d’arrêt réduit, conduit l’automatisation distribuée à accroître la fiabilité. Les décisions en matière de restauration n’ont plus besoin d’être prises par une équipe d’ingénieurs à l’échelle centrale, car ces tâches sont désormais déléguées à des commutateurs et des logiciels intelligents qui analysent les données en un rien de temps pour prendre la décision de réacheminer le courant ou de mettre un miniréseau en mode d’îlotage.
Ces changements se produisent maintenant, mais le réseau électrique n’est pas encore totalement à niveau.
Le réseau électrique de l’avenir
Avec la montée de l’internet des objets, la production décentralisée, les véhicules électriques et les compteurs intelligents, le réseau électrique de l’avenir sera une toile interconnectée, communiquant sans cesse sur le réseau entre les services publics, les grands consommateurs et les dispositifs automatisés individuels. La cybersécurité deviendra une préoccupation de plus en plus sérieuse, à mesure que le réseau s’automatisera. Toutefois, dans le réseau électrique de l’avenir, ces inquiétudes seront atténuées par le fait que les ingénieurs électriciens et les diplômés en génie informatique travailleront de concert pour assurer l’approvisionnement sûr du courant aux clients. L’approvisionnement en électricité deviendra plus résistant, plus fiable et aura une moindre intensité carbonique. Une telle vision permettrait d’éradiquer la pauvreté énergétique et d’apporter l’électricité à des milliards de gens dans les pays en voie de développement qui n’y ont actuellement pas accès. Pour y parvenir, il faudra néanmoins moderniser le réseau de façon substantielle à une échelle à la fois coûteuse et colossale.
Une chose est sûre, l’ancien réseau électrique ne suffira pas aux demandes du réseau de l’avenir. Les jeunes esprits éclairés devront coopérer pour s’assurer que les innovations d’aujourd’hui ne causeront pas les problèmes de demain. Les défis que les nouveaux ingénieurs affronteront seront différents de ceux de leurs prédécesseurs. Avec un système éducatif orienté vers la résolution des problèmes du vieux réseau, comment les nouveaux ingénieurs seront-ils prêts pour les nouveaux défis posés par le réseau intelligents? Cette question sera traitée dans la deuxième partie de cette série. Cherchez-la dans une prochaine édition.
De l’ancien réseau au réseau électrique intelligent : L’incidence économique
pour les clients du domaine de l’électricité, S&C Electric Company.
1. Regardez cette vidéo pour voir comment S&C Electric soutient un de ses principaux clients au moyen d’une solution de stockage d’énergie sur place : https://www.youtube.com/watch?v=-MLxzve-2PY
2. Lisez comment une ville éloignée de Colombie-Britannique s’est protégée des pannes d’électricité à l’aide d’une solution de mini réseau de S&C Electric Canada : www.electricalindustry.ca/latest-news/2791-canada-s-first-utility-scale-storage-system-islands-remote-bc-town
*Le Conseil mondial de l’énergie définit la durabilité énergétique en fonction de trois dimensions essentielles – la sécurité énergétique, l’équité énergétique et la durabilité de l’environnement. Ces trois objectifs constituent un « trilemme », entraînant des liens imbriqués complexes entre les acteurs publics et privés, les gouvernements et organismes de réglementation, les facteurs économiques et sociaux, les ressources nationales, les préoccupations écologiques et les comportements individuels. (Réf: www.worldenergy.org/)
Paul McMullen est Vice-Président, Canada Business Unit, pour S&C Electric Canada Ltée.
