Lancée dans une politique de déploiement des énergies renouvelables sans précédent, l’Île de la Réunion vise l’autonomie énergétique pour 2030. Pour y parvenir, l’île expérimente avec succès des technologies de micro grids, ainsi qu’un système de gestion centralisée. Découverte.

L’Île de la Réunion, comme les autres ZNI (Zone Non Interconnectée) du territoire français, veut s’appuyer largement sur les énergies renouvelables pour se défaire de sa dépendance aux énergies fossiles. La Réunion est actuellement le département français dont la part d’énergies renouvelables dans le mix énergétique est le plus élevé, avec 35% : l’Île vise les 50% pour 2020, et l’autonomie pour 2030.

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Si cet objectif semble encore trop élevé pour de nombreux analystes, la Réunion dispose de nombreux atouts naturels pour y parvenir ; elle est également devenue un champ d’expérimentation pour les solutions de maîtrise de l’énergie et d’intégration des énergies renouvelables, notamment en installant des micro grids, associés à des solutions de stockage.

Qu’est-ce qu’un microgrid ?

Un micro grid, ou mini smart grid, ou micro-réseau intelligent, est un réseau électrique de petite taille, conçu pour fonctionner en autonomie (qu’il soit ou non relié au réseau national ou régional), en apportant un approvisionnement électrique fiable et de qualité à un petit nombre de consommateurs.

Il s’appuie en général sur une ou plusieurs source(s) d’énergie renouvelable, associé à une ou plusieurs solution(s) de stockage d’électricité. Il est particulièrement utile pour alimenter des communautés isolées ou les zones insulaires non interconnectées.

Le cas du micro-réseau 100% photovoltaïque du cirque de Mafate

C’est notamment le cas d’un fleuron industriel français, opérationnel depuis l’été 2017 dans l’Île de la Réunion, dans une zone particulièrement isolée, accessible uniquement à pied ou par hélicoptère : le micro grid 100% solaire du cirque de Mafate.

Mis sur pied par EDF-SEI et la start-up Powidian, il combine des panneaux solaires, des batteries au lithium et un système de stockage par hydrogène.

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L’unique source d’électricité de cette zone est désormais les panneaux photovoltaïques ; en cas de surplus de production, l’électricité est stockée soit à court terme dans les batteries Lithium-Ion (par exemple pour utiliser la nuit une électricité produite le jour), soit convertie par électrolyse en hydrogène. Ce second système permet de conserver l’électricité pendant une dizaine de jours.

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L’ensoleillement moyen du cirque de Mafate étant très élevé, l’électricité produite par les panneaux est largement suffisante pour couvrir les besoins à l’année : les deux systèmes de stockage permettent une continuité d’alimentation électrique, la nuit ou les jours de mauvais temps. Le micro grid propose aux 310 familles du cirque de Mafate une électricité propre, durable et continue.

Multiplication en vue des micro grids sur l’île

L’information la plus prometteuse dans cette installation, au-delà de sa réussite, est sand doute que la Réunion envisage de multiplier les micro grids sur son sol, en les coordonnant en un modèle global. Le but est que chaque zone isolée dispose de son micro-réseau spécifique, tenant compte de ses atouts et de ses besoins.

Mais l’idée est, également, de mettre en place des micro-réseaux de ce type dans des zones connectées au réseau électrique de l’île, y compris en milieu urbain. Ces micro-réseaux fonctionneront la plupart du temps en autonomie, mais pourront, en cas de pic de production et de batteries pleines, fournir de l’électricité au réseau de l’île, et, en cas de pic de consommation, ponctionner de l’électricité à ce même réseau.

Un modèle pour l’autonomie électrique de la Réunion

Plus globalement, ces micro grids sont, à échelle réduite, un modèle de ce que la Réunion veut mettre en place sur l’ensemble de son territoire, à savoir une multitude de sources d’énergies renouvelables, souvent intermittentes (éolien ou photovoltaïque), associées à de nombreuses solutions de stockage.

La clé pour que l’île devienne autonome en terme d’énergies (et donc fonctionne avec 100% d’énergies renouvelables) est d’associer ces sources d’énergies à des systèmes de stockage fiables, à court, moyen et long terme, et à une plateforme de pilotage intelligente. Cette dernière assurera les arbitrages entre les différentes sources énergétiques disponibles à un instant t (produites en temps réel, issues de l’hydroélectricité, issues du stockage), en fonction des besoin du réseau, dans le respect des contraintes techniques (puissance minimale de fonctionnement des moteurs, réserve primaire, maintien de la puissance de court-circuit).

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Tester un pilotage centralisé pour intégrer un maximum d’énergies renouvelables

Or, la Réunion a mis sur pied depuis le début du mois d’octobre un 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. Ce projet, baptisé GYSOMATE, pou « Gestion dYnamique, Supervision et Optimisation de Micro réseaux pour l’Autonomie du Territoire en énergie Électrique », est piloté par Université de la Réunion, avec des financements régionaux et européens.

GYSOMATE installera ainsi des micro grids en milieu urbain, avec pour objectif de rendre autonome un bâtiment, puis un quartier, ensuite une ville – et, à terme, l’île toute entière.

Pour cela les chercheurs disposent d’une plateforme de simulation en temps réel de micro-réseaux électriques, leur permettant de multiplier les scénarios en conditions quasi réelles. Ils peuvent ainsi simuler le réseau de l’île à plusieurs échelles, et ainsi tester des stratégies de gestion de l’énergie (production renouvelable intermittente, systèmes de stockage, décalage de production ou de consommation, etc.), afin d’intégrer une part maximale d’énergies renouvelables dans le mix réunionnais.

GYSOMATE, une étape capitale vers l’autonomie

« 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 », détaille le laboratoire de recherche.

Ainsi, pour l’Île de la Réunion, le développement de micro-réseaux est à la fois un moyen d’assurer la fourniture d’électricité à ses zones isolées, une solution de développement de zones rurales ou urbaines en vue de l’autonomie, et un laboratoire (proche de l’échelle réelle) des solutions smart grids à appliquer pour atteindre à l’autonomie électrique de l’île.

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