Second volet de notre analyse de l’étude de la Banque Asiatique de Développement (Asian Development Bank, ou ADB) sur l’impact possible de l’Internet des Objets (Internet of Things, ou IoT) et des objets connectés sur le secteur de l’énergie. Après avoir relevés les effets positifs à l’échelle du réseau électrique d’un Etat ou d’une région, nous nous recentrons sur une maison, un foyer, pour une étude de cas des économies énergétiques offertes par un environnement intelligent et connecté.

Dans la première partie de notre analyse de l’étude The Internet of Things in the Power Sector: Opportunities in Asia and the Pacific (en vf : « L’Internet des objets dans le secteur de l’énergie: opportunités dans la zone Asie-Pacifique») publiée par l’ADB, nous avons étudié, dans le domaine de l’énergie, les optimisations offertes par les objets connectés, les capteurs et l’IoT, à grande échelle.

Les objets connectés au service de l’optimisation électrique, à petite et grande échelle

Ces technologies permettent en effet de réduire considérablement les coûts d’exploitation et de maintenance, tout en permettant une meilleure intégration de nouvelles sources d’énergie, notamment renouvelables (éolien ou photovoltaïque), mais aussi de nouvelles infrastructures, nécessaires dans le cadre de pays qui continuent de développer leur électrification.

Elles imposent un nouveau cadre réglementaire et des investissements conséquentes, mais offrent de réelles économies au niveau macro qui font qu’elles sont rapidement rentabilisées.

Le document de l’ADB propose également une étude de cas à plus petite échelle, celle d’un foyer ayant fait le choix, en matière d’accès à l’énergie, de technologies intelligentes et durables – donc électriques. Elle confirme qu’à ce niveau, les deux objets connectés-clés sont le compteur électrique communicant et le thermostat intelligents.

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Une étude de cas hypothétique d’un foyer connecté au maximum

Dans le détail, il s’agit d’un cas strictement hypothétique d’utilisation, dans la maison particulière d’une famille, d’un système de gestion intelligente de l’énergie– un Smart Grid à l’échelle d’un foyer. Le ménage est équipé d’un panneau photovoltaïque sur le toit, d’une unité de stockage d’électricité individuelle, d’un véhicule électrique, ainsi que cinq appareils électrique commandé par l’IoT : four, machine à glaçons, lave-vaisselle, lave-linge et sécheuse.

Cette maison est située dans une région, tout aussi hypothétique, où le photovoltaïque est largement implanté, et où le prix de l’électricité varie en temps réel en fonction de la production (nous ne sommes donc pas dans un cas de péréquation des tarifs de l’électricité à la française). Le tout piloté à l’aide d’un compteur électrique communicant et d’un thermostat intelligent.

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Ces éléments concentrent l’ensemble des technologies individuelles disponibles actuellement en matière de gestion de l’électricité, dans un cadre où les mécanismes d’économie et d’optimisation de l’énergie sont les plus pertinents.

Un exemple frappant de l’optimisation intelligente de l’électricité pour le foyer

L’étude imagine le cas d’une journée fortement ensoleillée ; les panneaux photovoltaïques étant nombreux dans la région, le prix de l’électricité chute. Le système de gestion intelligente de l’énergie décide donc d’utiliser l’énergie produite par le panneau photovoltaïque pour recharger la borne de stockage et le véhicule électrique, et d’utiliser, dans le même temps, l’électricité proposée par le réseau électrique, à un tarif réduit, pour faire fonctionner les appareils électriques de la maison

L’électricité stockée sera utilisée la nuit, à un moment où le prix de l’électricité a augmenté – puisque, de nuit, aucun panneau photovoltaïque ne produit d’électricité.

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Cinq composants IoT : capteurs, actionneurs, flux de données, algorithmes et tableau de bord

Cinq types de composants IoT sont impliqués dans cet exemple.

Premièrement, l’ensemble des capteurs, qui permettent de mesurer, en temps réel, la production du panneau photovoltaïque solaire, les rayonnements solaires, l’état de la borne stockage d’énergie, l’état du véhicule électrique – entre autre.

Deuxièmement, les actionneurs, qui permettent d’allumer et d’éteindre à distance les appareils électriques, de modifier les réglages du chauffage, de la ventilation, de la climatisation ou du réfrigérateur – auxquels s’ajoutent les interrupteurs de la borne de stockage et du véhicule électrique, qui déterminent quand ils emmagasinent de l’électricité et, pour la borne de stockage, quand cette électricité est utilisée.

Troisièmement, les flux de données provenant tant de la maison (enregistrées par les capteurs) que de sources externes, ces dernières concernant notamment le prix dynamique de l’électricité et les prévisions météorologiques.

Quatrièmement un logiciel avec des algorithmes qui permet d’optimiser l’achat et la vente d’électricité par le foyer.

Cinquièmement un tableau de bord que le client peut consulter pour voir, en temps, réel, comment son électricité est utilisée – et lui permettre, s’il le souhaite, de déterminer des préférences par rapport aux recommandations de son système de gestion, ou de laisser ce dernier décider seul.

Un système qui offre des économies d’énergie conséquentes

Un système de gestion de ce type est, encore une fois, parfaitement hypothétique, puisqu’il suppose un prix dynamique d’achat et de vente d’électricité. Mais pour les autres paramètres, il correspond parfaitement à ce que les technologies IoT peuvent déjà et pourront apporter à des particuliers, en terme de gestion de sa consommation et production d’électricité.

Il permet une véritable optimisation, qui signifie – et c’est le point capital – une réduction de la consommation. Et ce qui est valable à l’échelle d’un foyer le reste à l’échelle d’un bâtiment intelligent, d’un immeuble de bureau, d’une industrie – voire d’une région toute entière.

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Il nécessite bien évidemment la mise en place d’un réseau électrique intelligent à grande échelle pour donner sa pleine mesure. Cela correspond parfaitement aux réalités de la production et de la consommation électrique de demain : il tourne en partie le dos au modèle ancien, sur lequel repose actuellement largement nos réseaux électriques, d’un fournisseur unique, contrôlant tous les moyens de production à grande échelle, et distribuant l’électricité à partir de centrales de très forte puissance.

Des conclusions transposables à grande échelle

Il correspond à un monde où l’électricité est produite, en majorité, localement, dans des circuits courts et optimisés pour éviter les pertes et les congestions ; un monde où des systèmes d’objets connectés permettent de déterminer quand l’électricité produite doit être utilisée immédiatement, quand elle doit être stockée – et quand l’électricité stockée doit être injectée sur le réseau et pour qui.

Cette étude démontre avec force que cette révolution de l’IoT et des Smart Grid, pour bénéficier au maximum à la collectivité et permettre de réelles économies d’énergies (tout en intégrant à plein les énergies renouvelables), doit être déployée à toutes les échelles, micro et macro, du réseau de distribution jusqu’à la maison particulière. Elle nécessite de rentrer dans une logique où l’électricité peut être produite et consommée par tous – pour le bien de la communauté, mais aussi de la planète.

Les objets connectés sont un pierre angulaire de cette révolution qui se prépare, et qui est nécessaire pour réussir, au niveau mondial, la transition énergétique. C’est capital dans la zone Asie-Pacifique, dont l’électrification n’est pas achevée et dont les besoins en électricité vont augmenter dans les décennies à venir – mais c’est vrai pour le monde entier.

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