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Les Réseaux Intelligents

Par Bastien Olivennes
23-10-2017

La Réunion à l’épreuve des micro-réseaux

(© Photo : EDF - FACHE MORGAN)
Si des progrès considérables ont été effectués en matière de captation des énergies renouvelables au cours des vingt dernières années, la question du stockage de ces énergies se pose encore, et cela plus particulièrement dans les zones non interconnectées au réseau électrique continental. De plus en plus plébiscités, les microgrids offrent dans ces régions une solution adéquate et prometteuse, permettant de mettre à profit les caractéristiques de chaque zone isolée. A La Réunion par exemple, un premier micro-réseau pilote a été mis en place cette année dans le cirque de Mafate et la Région travaille actuellement sur un nouveau système de gestion global de l’énergie avec l’espoir de voir ces microgrids se multiplier dans l’avenir.

Les microgrids, une solution adaptée aux zones isolées

Aussi appelé mini smartgrids ou micro-réseaux intelligents, les microgrids sont des réseaux électriques de petite taille, conçus pour fournir un approvisionnement électrique fiable et de meilleure qualité à un petit nombre de consommateurs. Ils agrègent de multiples installations de production locales et diffuses (micro-turbines, piles à combustible, petits générateurs diesel, panneaux photovoltaïques, mini-éoliennes, petite hydraulique), des installations de consommation, des installations de stockage et des outils de supervision et de gestion de la demande. Ils peuvent être raccordés directement au réseau de distribution ou fonctionner en mode îloté.

Ce type de technologie est donc idéal pour alimenter les communautés isolées et durablement intégrer les énergies renouvelables dans le mix énergétique des zones insulaires non interconnectées. Particulièrement concernée par cet isolement géographique et énergétique, La Réunion a inauguré au début du mois d’août 2017 un microgrid 100% solaire installé au cœur de l’îlet de la Nouvelle, dans le cirque de Mafate. Une zone très connue des randonneurs mais surtout totalement isolée du réseau d’alimentation électrique du fait d’une localisation très difficile d’accès (accessible seulement à pied ou par hélicoptère).

Mis en œuvre par EDF-SEI (la direction en charge de l’électricité dans les départements d’outre-mer) et la start-up Powidian, ce micro-réseau comprend des panneaux solaires couplés à des batteries lithium et un catalyseur permettant de transformer cette énergie en hydrogène et de la stocker pendant une semaine et demi. Elle permet ainsi de palier une des principales carences des énergies renouvelables, la difficulté de stockage, et offre aux 310 familles des îlets du cirque de Mafate, une électricité propre et stable même en cas de mauvais temps.

L’intégration des microgrids dans un système global

Permettant de réduire la vulnérabilité des zones isolées aux aléas climatiques, les microgrids sont donc amenés à se multiplier dans l’avenir mais devront dans ce cas, se coordonner dans le cadre d’un système global vertueux à l’échelle de la région. Adaptables aux caractéristiques spécifiques de chaque zone en lien avec la consommation électrique, les ressources locales d’énergies, le climat ou les modèles de développement, ces réseaux restent néanmoins assez fragiles du fait de leur petite taille et nécessitent des dispositions techniques particulières pour assurer leur résilience et leur adaptabilité en toutes circonstances.

Chaque source de production doit être optimisée et intégrée dans un modèle global permettant de répondre à chaque instant aux besoins de tous les consommateurs, et cela en tenant compte des variations de consommation parfois majeures qui peuvent intervenir dans la production d’énergie solaire ou éolienne. Cette flexibilité de production est rendue possible par le recours aux systèmes de stockage électrochimique de l’énergie via des batteries lithium-ion par exemple, mais également par le déploiement d’un centre de pilotage intelligent qui assure les arbitrages entre les différentes sources énergétiques dans le respect des contraintes techniques (puissance minimale de fonctionnement des moteurs, réserve primaire, maintien de la puissance de court-circuit).

Projet GYSOMATE : vers un système de gestion centralisé

A l’instar du logiciel d’optimisation énergétique EMS (Energy managment system) expérimenté par EDF-SEI dans les îles du Ponant depuis le mois de juin 2017, la Réunion s’est elle aussi lancée au mois d’octobre dans un nouveau projet de recherche destiné à démontrer qu’un Système de gestion de l’énergie (SGE) centralisé pour le pilotage de bâtiments distribués en micro-réseaux diffus peut être efficace à l’échelle de l’île. Orchestré par le Laboratoire d’Energétique, d’Electronique et Procédés (LE2P) de l’Université de La Réunion, et financé par la Région et l’Union européenne, ce projet baptisé GYSOMATE (Gestion dYnamique, Supervision et Optimisation de Micro réseaux pour l’Autonomie du Territoire en énergie Électrique), a pour objectif de rendre autonome un bâtiment puis un quartier, et de répondre à terme aux problématiques liées à l’autoconsommation dans les ZNI. Ces chercheurs ont recours pour cela à une plateforme de simulation numérique en temps réel de micro-réseaux électriques qui leur permet de multiplier les scénarios en conditions quasi réelles et sans danger.

"En intégrant des systèmes distribués de production et de stockage d’énergie électrique, et la prévision de variables clés à plusieurs niveaux de la chaîne énergétique (variabilité du gisement solaire, intermittence des flux, capacités de stockage), GYSOMATE vise le développement de stratégies intelligentes de gestion de l’énergie à l’échelle de micro-réseaux urbains (small grids) en ZNI", explique le laboratoire. Cet outil leur offre en effet la possibilité de reproduire le réseau électrique de La Réunion à différentes échelles et de développer et de tester des stratégies intelligentes de gestion de l’énergie afin d’insérer une plus grande part d’énergies renouvelables sur le réseau électrique local.

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