En français, on dirait plutôt "réseaux intelligents". En général, on parle de smart grids lorsqu'on imagine un futur où le greentech et la maîtrise de la consommation font déjà parti de l'équation énergétique dominante. Je passe sur la connotation péjorative de l'expression qui nous renvoie à un présent dans lequel nous utiliserions donc des "dumb grids"... La dumb generation, à laquelle j'appartiens, appréciera.
Deux éléments clés permettent de comprendre l'intérêt des smart grids.
Il faut savoir tout d'abord que la consommation d'électricité n'est pas constante tout au long de la journée. On atteint des pics de consommation par exemple le soir à la sortie des bureaux, et des creux au beau milieu de la nuit. Pour faire face à ces pics, il n'est pas possible "d'allumer" une centrale nucléaire à 18h et de "l'éteindre" à 21h. L'appoint électrique nécessaire est apporté en France par des centrales thermiques, dont la plupart fonctionnent au charbon. On comprend ainsi qu'en diminuant l'ampleur des pics de consommation électrique, on puisse réduire la production thermique.
D'autre part, les réseaux électriques actuels ont une architecture centralisée autour de quelques pôles de production. Si demain les toits sont recouverts de modules photovoltaïques et si les éoliennes continuent de se développer, le réseau actuel ne pourra pas le supporter. Et il supportera encore moins le boulet que traine la majorité des ENR: l'intermittence.
Pour faire simple, les smart grids sont des réseaux permettant d'aplanir la consommation journalière d'énergie, de la faire baisser et d'intégrer la production ultra-fragmentée et intermittente des ENR, en utilisant les technologies de l'information les plus avancées, mais aussi au moyen d'incitations financières.
Le monitoring est l'un des piliers des smart grids. Les technologies actuelles de l'information permettent maintenant de centraliser en temps réel les données des outils de mesure de la consommation.
Dans un monde idéal, il faudrait savoir en temps réel qui consomme/produit quoi et où, afin de pouvoir réagir en conséquence. Deux réactions sont attendues: celle, automatique, du réseau, qui réassigne la production de la manière la plus rationnelle qui soit, et celle du consommateur dont on confronte en permanence la consommation avec la consommation globale du réseau. L'idée est alors d'affecter un prix à l'électricité qui sera fonction de la consommation totale instantanée et de parier que l'usager saura s'adapter en conséquence.
On attend ainsi du consommateur qu'il fasse fonctionner les instruments les plus énergivores lorsque les prix sont au plus bas (démarche assez nouvelle dans certains états bien que banale pour nous français) mais aussi qu'il prenne conscience de sa propre consommation grâce à des outils plus ou moins hightech censés monitorer ses différents postes énergétiques. Tout cela doit conduire à une consommation mieux maîtrisée. Soit, en toute logique, à moins de consommation.
Naturellement, un tel déploiement de technologie (T) ne vaudrait pas grand chose s'il n'était pas adossé à une politique (P) et un modèle économique valable (E). Certes, on pourrait tout envisager sous l'angle PET: le préciser semble trivial. Toutefois, les nombreuses conversations que j'ai eues au sujet de l'environnement se sont le plus souvent déroulées sous l'égide de l'une seulement de ces trois lettres. La problématique prend pourtant toute sa dimension dans l'agglomération de ces trois formalismes, au final indissociables. Cette vision multi-concept n'est pas si incongrue qu'on pourrait le croire: les catholiques ont fait bien plus compliqué en inventant la Trinité, les physiciens ont découvert la dualité onde-corpuscule,...
L'intérêt des smart grids est aussi économique. Un gros dossier dans The Economist (10-16 oct 2009) donnera les chiffres intéressants. On y distingue 3 secteurs correspondant aux 3 espaces d'exploitation: les réseaux de l'habitat (HAN, Home Area Network), les sous-réseaux (une entreprise, une université,...) et LE réseau (AMI, Advanced Metering Infrastructure). La philosophie des activités mises en oeuvre semble assez similaire d'un secteur à l'autre, la notion d'échelle déterminant plus ou moins la frontière.
On notera également que les "stimulus packages" des différents états donnent la part belle aux réseau intelligents. Dans le paquet américain, ce sont 3.9 milliards de dollards qui seront affectés aux technologies des smart grids.
Si les smart grids sont si géniales, pourquoi est-ce si fastidieux de les mettre en place? La réponse la plus immédiate pointe le coût des infrastructures à mettre en place. De plus, il n'existe pas encore de standards dans le domaine. Les compagnies hésitent à investir des sommes considérables si des nouveautés les obligent ensuite à revoir tous leurs plans.
Par ailleurs, les réseaux et les unités de production ont souvent des liens très forts. Si l'effet des smart grids est d'abaisser la consommation générale, il est nécessaire de trouver des moyens de convaincre le producteur de ne pas freiner le processus.
Les politiques également sont un peu timides. Déjà assez peu concernés par l'environnement, il faudrait en plus qu'ils travaillent à élaborer des ... règles! Un exemple simple: si les smart grids sont plus efficaces, l'énergie est censée coûter moins cher. Donc pourquoi le consommateur se soucierait d'en utiliser moins? Une autre interrogation arrive parfois à leurs oreilles: que sait-on du coût énergétique d'une smart grid? Il semblerait en effet que le monitoring et le stockage des données impliquerait un nombre important de centre de données (les fameux "data centers"), dont la facture énergétique, on le sait bien maintenant, est gigantesque (j'essaierai de faire un article sur ce sujet).
Quoiqu'il en soit, la plupart des réseaux existant commence à montrer des signes de vétusté. Les travaux de rénovation en cours intègrent progressivement les technologies modernes censées apporter "l'intelligence" en question. Une transformation douce nous arrache pas à pas de la dumb grid.