Septembre
2021
sommairE
ENJEUX
NUMéRIQUES
Ce numéro a été coordonné par
Edmond BARANÈS
N° 15
Introduction
Par Edmond BARANES
Le numérique au service de la modernisation des réseaux d’électricité
Par Jacques PERCEBOIS
Le numérique permet d’assurer plus aisément l’équilibrage des réseaux en facilitant une tarification en temps réel du kWh, et en optimisant les capacités d’effacement et de stockage de l’électricité. La transition énergétique, qui s’accompagne d’une pénétration croissante d’électricité renouvelable décentralisée et intermittente, va nous obliger à gérer des millions de points d’injection et de soutirage sur les réseaux de transport et de distribution d’électricité. Cet outil numérique va jouer un rôle important pour régir l’injection croissante d’électricité intermittente, et pour opérer une meilleure interface entre les réseaux de transport et de distribution d’électricité. Le numérique permet aussi de suppléer à l’absence de réseaux interconnectés dans les pays en développement, grâce à la mise en place de solutions locales du type pay-go .
Les enjeux réglementaires du numérique dans les systèmes électriques
Par Ivan FAUCHEUX
Le présent article s’attache à regarder quels sont les enjeux en termes de régulation entre l’électricité et le numérique. Volontairement, les autres énergies, même quand elles sont touchées, soit directement soit indirectement par le numérique, ne sont pas abordées. Le numérique est une des deux grandes évolutions que connaît le secteur électrique avec la transition écologique. Mais, de l’utopie d’un monde parfait et sobre grâce à du numérique bien utilisé aux dystopies d’une gabegie énergétique pour des futilités, les deux extrêmes sont aujourd’hui présents dans tous les esprits. Si l’électricité et le numérique font naturellement bon ménage, tous deux utilisant l’électron (encore pour quelque temps pour le numérique) pour fonctionner, il n’en reste pas moins que les dynamiques et les sous-jacents des deux secteurs sont souvent éloignés. Quels effets donc pour la régulation du secteur de l’électricité de la révolution numérique ? Nous tentons surtout dans le présent article de donner quelques pistes de réflexion que le lecteur aura peut-être à coeur de creuser.
Les enjeux technologiques et industriels du numérique dans les réseaux électriques
Par Michel MORVAN
Un nouvel avenir se profile à l’horizon avec la digitalisation de l’énergie et l’accélération de la transition énergétique. Un moment de vérité se joue aujourd’hui pour le futur des réseaux électriques, celui du développement et de l’usage d’outils pour maîtriser les risques systémiques et l’incertitude, à mesure que cet avenir prend forme. De puissantes capacités technologiques sont et seront de plus en plus entre les mains des acteurs de l’énergie pour les aider à opérer à court, moyen et long terme la transformation des réseaux, et à mesurer l’effet considérable que leurs décisions auront sur le monde qui nous entoure.
L’intégration des équipements numériques dans les systèmes électriques : quelques enjeux de politique publique pour l’Europe
Par Patrice GEOFFRON
Les TIC (technologies de l’information et de la communication) constituent un levier de la lutte contre le changement climatique, à la condition que les gains induits ne soient pas annulés par les impacts environnementaux du numérique. Cette problématique fait l’objet d’un débat nourri pour déterminer si la relative stabilité de la consommation électrique des équipements TIC, observée durant les années 2010, peut être prolongée durant la décennie qui s’ouvre. Ces interrogations trouvent un point de focalisation sur le secteur des data centers qui, en Europe, constituent la seule activité électro-intensive à forte croissance. Nous analysons ici les déterminants de l’efficacité énergétique des centres de données, à la fois au niveau des équipements et en fonction des conditions de leur intégration dans les systèmes locaux d’énergie (électricité, mais aussi réseaux de chaleur) et de télécommunications (fibre, en particulier). Nous soulignons enfin l’objectif européen de neutralité carbone des data centers en 2030, et la complexité d’une telle ambition.
Le cluster 5 d’Horizon Europe au coeur des problématiques des systèmes énergétiques
Par Annabelle RONDAUD
Programme européen dédié au financement de la recherche et de l’innovation et doté d’un budget de 95,5 Mds€ pour 2021-2027, Horizon Europe via son cluster 5 « climat, énergie, mobilité » a pour ambition de contribuer à l’atteinte de la neutralité climatique d’ici à 2050, enjeu au coeur de la politique du Pacte vert. Pour y parvenir, l’Europe doit décarboner son système énergétique qui représente 75 % des émissions de gaz à effets de serre (GES) de l’Union européenne, ce qui implique non seulement de déployer des énergies renouvelables, des capacités de stockage, d’électrifier des usages dans les secteurs des transports, de l’industrie, du bâtiment, mais également de rendre le système plus efficace, plus interconnecté et par là-même plus intégré. Ouvert à toute entité – entreprises, organismes de recherche, universités… –, le cluster 5 propose chaque année des dizaines d’appels à propositions permettant aux participants de financer des projets de R&I collaboratifs, d’internationaliser leurs technologies, et d’élargir leurs réseaux.
Green energy pricing for digital Europe
Par Claude CRAMPES et Yassine LEFOUILI
Nous examinons dans cet article les arbitrages associés à la numérisation du secteur de l’énergie. Nous présentons les bons et mauvais côtés de la numérisation, en insistant sur son caractère énergivore, et étudions dans quelle mesure elle peut contribuer à rendre les systèmes énergétiques efficients et durables. Nous examinons d’abord comment la numérisation facilite la réactivité de la demande et explorons ses implications pour la tarification à prix contingents, les effacements de demande et le service prioritaire. Ensuite, nous abordons la manière dont la numérisation peut contribuer à la décarbonation du secteur de l’énergie, et discutons des promesses et des limites de l’intelligence artificielle dans ce domaine. Enfin, nous insistons sur la nécessité pour les décideurs politiques d’accorder une attention particulière aux problèmes de confidentialité soulevés par la numérisation du secteur de l’énergie et par les cyberattaques qu’elle facilite.
Les plateformes numériques d’échange d’électricité
Par Thomas CORTADE et Jean-Christophe POUDOU
Nous nous intéressons dans cet article à l’émergence des plateformes P2P ( peer-to-peer ) dans le domaine énergétique, en présentant tout d’abord un certain nombre d’expériences, notamment celle iconique de Brooklyn, ayant comme caractéristiques communes la constitution de micro-réseaux permettant des échanges sécurisés via des protocoles de blockchain . Ensuite, nous proposons des justifications à l’émergence de ces plateformes numériques d’échange d’électricité, puis nous analysons quelques challenges à venir pour leur développement, notamment dans leur dimension économique.
L’effacement diffus, métier numérique associant les consommateurs à la transition écologique
Par Pierre BIVAS
La France a vu naître un nouveau métier mobilisant le numérique pour accompagner la transition énergétique : l’effacement diffus. Il s’agit d’installer des boîtiers chez les consommateurs volontaires pour piloter à distance des millions d’appareils électriques en temps réel et ainsi pour chacun, gratuitement, réaliser des économies d’énergie (jusqu’à - 15 %), et tous ensemble participer au pilotage et à la fiabilisation du système électrique. Techniquement, effacer des consommations évite de produire et d’acheminer l’électricité. Économiquement, cela permet de réduire les coûts pour tous. Et pour le climat, cela évite des émissions de CO2 et facilite l’intégration des renouvelables. Tous les pays développés ouvrent donc leur marché à l’effacement comme une alternative à la production. Mais cette concurrence venue des consommateurs, souhaitée par le politique, n’est pas du goût des producteurs traditionnels qui voudraient parfois la freiner – le temps de s’adapter ?
Le numérique, facteur de succès de la mobilité électrique
Par Jean-Rémy GAD et Marc MOREAU
Les ventes de véhicules électriques ont fortement progressé, mais leur usage généralisé se heurte encore à des freins, pour l’essentiel du côté de l’infrastructure de charge. Le numérique et la donnée jouent un rôle-clé pour mieux concevoir et mieux opérer ces infrastructures en cohérence avec le reste du système électrique, et pour simplifier l’expérience client.
Integration of electromobility with the electric power systems: The key challenges
Par Yannick PEREZ et Wale AROWOLO
The ongoing energy transition is rapidly transforming the traditional electric utilities. While it attempts to combat the menace of climate change and stimulate green growth with clean transport (electromobility), renewable energies, and energy efficiency, the energy transition comes with new challenges for the electric utilities. Some of the challenges are the technical, market design and regulatory frameworks to integrate electromobility with the subsisting power systems. This paper discusses the integration challenges. Furthermore, it attempts to provide an analytical framework for the stakeholders and decision makers (especially the policy makers and regulatory authorities) to address the market design and regulatory challenges.
La transition vers l’électrique pour des milliers de bus à la RATP : la puissance du numérique au service d’un projet titanesque
Par Agathe BASTIT et Felix von PECHMANN
Le projet de bus électriques de la RATP est l’un des projets les plus ambitieux au monde : plusieurs milliers de bus, remplacés un pour un, rechargés en milieu urbain dense. Sa mise en place opérationnelle a soulevé de nombreuses questions techniques et organisationnelles. La recharge des véhicules sera-t-elle possible ? Les autonomies suffisantes ? Cet article met en lumière l’apport indispensable du numérique à chaque phase du projet. En amont, pour simuler l’utilisation des autobus électriques et valider la faisabilité technique du projet. En aval, pour expertiser chaque nouvelle brique de ce système complexe et déployer de nouveaux outils de supervision, qui ont permis de mieux impliquer l’ensemble des parties prenantes.
Suivre ses kilowattheures sur le compteur communicant d’électricité ? Une enquête sur les pratiques ordinaires de comptage domestique
Par Aude DANIELI
Parmi l’ensemble des outils numériques permettant aujourd’hui de suivre ses consommations dans le champ des " smart grids ", les compteurs communicants d’électricité tels que Linky occupent une place à part puisque huit Français sur dix en sont équipés. Conformément à la loi française du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte, les compteurs communicants sont présentés au service de la transition énergétique (tarification horaire, interruption des appareils ménagers en période de pointe, gestion de l’autoproduction). Cet article aborde l’adoption de ces outils, toutes générations de compteurs d’électricité confondues. Notre enquête montre que les clients embarquent marginalement des préoccupations de gestion des dépenses des foyers, qui frisent parfois l’illégalité. Le quasi-rejet de ce qui est considéré comme une infrastructure de réseau technique est majoritaire parmi les personnes interviewées.
L’optimisation de la consommation électrique d’un cloud provider
Par Aurélien TANIÈRE
Le numérique est de plus en plus pointé du doigt comme étant un secteur polluant. En particulier, l’apparition de data centers géants hébergeant des dizaines de milliers de serveurs pose question (voir article : https://www.theguardian.com/environment/2020/ jan/06/why-irish-data-centre-boom-complicating-climate-efforts), notamment lorsqu’il s’agit de les alimenter en électricité. Cela dit, il sera toujours plus écologique de mutualiser plusieurs clients sur un même serveur, au sein d’un centre de données, que chaque client disposant d’un serveur unique chez lui, comme l’indique l’étude de l’IEA ("Global trends in internet traffic, data centre workloads and data centre energy use, 2015-2021"). D’autant plus que, d’un point de vue carbone, l’impact du numérique est plus fort sur les phases de fabrication et de transport que sur les phases d’utilisation. Dans cet article, quelques initiatives visant à mesurer et à optimiser la consommation électrique d’un data center , aussi bien au niveau matériel que logiciel, sont expliquées.
Coévolution des systèmes électriques et informatiques du Groupe EDF depuis vingt ans
Par Vincent NIEBEL
Depuis vingt ans, le système électrique opéré par le Groupe EDF est confronté à de multiples défis. L’ouverture à la concurrence des marchés européens de l’énergie, le développement des énergies renouvelables et la transition énergétique vers une électrification massive des usages ont bouleversé ses équilibres économiques, ses infrastructures techniques et son environnement réglementaire. Le système d’information, ayant connu des évolutions tout aussi spectaculaires, a accompagné ces mutations des activités de l’énergie : production, optimisation, distribution et commercialisation. La numérisation des services a progressivement rapproché systèmes énergétiques et informatiques, au point de considérer aujourd’hui, et demain, ces deux domaines comme un système convergé : un réseau d’énergie et de services intelligents, s’appuyant sur les données et les technologies actuelles, ou à venir (moyens de production et de stockage d’énergie, réseaux, IoT, IA, 5G, quantique, cyber).
HORS DOSSIER
Intelligence artificielle et Management des ressources humaines : pratiques d’entreprises (Article rattaché au N° 12, décembre 2020, « Intelligences artificielles et humaines, quelles interactions ? »)
Par Françoise CHEVALIER et Cécile DEJOUX
L’intelligence artificielle affecte de nombreux secteurs : la santé, le secteur bancaire et financier, le transport, le commerce, l’industrie, le droit, l’éducation… Elle irrigue aussi bien les sphères personnelles que professionnelles. Dans les domaines de la gestion, l’IA atteint d’ores et déjà la finance, les opérations, les achats, le marketing, la vente, les ressources humaines… Qu’en est-il concrètement pour les ressources humaines ? La réflexion s’articule autour de trois points. Dans un premier temps, il est souligné combien l’IA est un objet polysémique et polymorphe. Dans un deuxième temps, diverses applications de l’IA dans le domaine des ressources humaines sont présentées. Dans un troisième temps sont abordées les interrogations et critiques de l’utilisation de l’IA en ressources humaines.
L’utilisation de l’IA dans la gestion de la crise sanitaire (Article rattaché au N° 14, juin 2021, « Réponses numériques à la crise sanitaire »)
Par Félicien VALLET et Bertrand PAILHÈS
Avec des faits marquants tels que la victoire du logiciel AlphaGo de la société DeepMind contre le champion du monde du jeu de go Lee Se-Dol, l’intelligence artificielle (IA) est sortie du champ scientifique pour investir l’imaginaire collectif. Portée par ses prophètes et mystiques, discréditée par ses sceptiques et incroyants, l’intelligence artificielle est, depuis le milieu des années 2010, le nom des changements technologiques profonds que sont amenées à connaître nos sociétés. Début 2020, avec l’irruption de la crise de la Covid-19, aussi subite qu’inattendue, l’intelligence artificielle affrontait pour la première fois un ennemi à la mesure du phénomène sociotechnique qu’elle était désormais devenue. Aux éloges et aux célébrations de ses capacités théoriquement sans limites semblait ainsi succéder une authentique mise à l’épreuve. Un an plus tard, force est de constater que les succès de l’intelligence artificielle dans la grande bataille contre la Covid-19 ont été moins nombreux et spectaculaires qu’escomptés au départ.