Les défis actuels en termes d'énergie et de changement climatique imposent aux villes de repenser leurs infrastructures et les bâtiments qui la composent. Au cœur de la smart city et des réseaux électriques intelligents, apparait la notion de microgrid qui participent à la mise en œuvre d'un bâtiment actif et communicant, en interaction continue avec son environnement. Capable de produire et/ou de consommer sa propre électricité, le bâtiment "microgrid ready" oriente la gestion énergétique locale vers un nouveau modèle économique plus flexible.

Electricité décentralisée et renouvelable 

Sylvain Paineau, directeur Open Innovation, IOT & Transformation Numérique chez Schneider Electric.

Les villes constituent aujourd'hui le principal enjeu de la lutte mondiale pour le développement durable. Concentrant plus de 50 % de la population mondiale, elles sont responsables de 70 % de la consommation d’énergie, 75 % des émissions de gaz à effet de serre et leurs bâtiments absorbent à eux seuls 40 % de l'énergie totale. Selon l’Agence Internationale de l’Énergie, d’ici 2040, même si toutes les politiques d’efficacité énergétique mises en place sont appliquées correctement, la demande mondiale d’énergie primaire devrait encore augmenter de 30 %.

Cette augmentation exponentielle de la consommation d'électricité mondiale modifie drastiquement le secteur énergétique. L'intégration au réseau traditionnel d'une électricité décentralisée et renouvelable secoue les modèles de distribution traditionnels. Quant aux réseaux électriques modernes, ils deviennent de plus en plus digitaux, flexibles, dynamiques et réactifs pour répondre à des exigences de performance toujours plus pointues.

Aujourd'hui, les objets connectés, l'automatisation intelligente, le développement de nouvelles solutions de stockage et l'innovation numérique ouvrent la voie à une nouvelle ère de bâtiments plus efficaces et durables. Un hôpital sera capable d’éviter un incendie lié à son transformateur en corrélant consommation électrique et températures. Une maison dotée de compteurs intelligents va pouvoir gérer automatiquement les variations de température et faire évoluer ses appareils électriques en conséquence ou encore un campus universitaire sera capable d'optimiser la performance énergétique de ses bâtiments tout en produisant et en auto consommant sa propre production d'énergie verte locale.

Les microgrids favorisent l'émergence d'un nouveau modèle économique énergétique

Ces innovations énergétiques sont aujourd'hui rendues possibles par les réseaux intelligents microgrids. Rapprochant la production d’électricité de sa consommation, les microgrids sont des mini réseaux électriques alimentés par des ressources énergétiques renouvelables, comme l'éolien ou le photovoltaïque, et qui peuvent fonctionner indépendamment ou être raccordés directement au réseau de distribution. Ils permettent de tisser un réseau d’énergie de proximité fédérant les installations de production locales, de stockage, les points de consommation via des solutions de pilotage et de supervision. Les bâtiments connectés vont produire leur propre énergie, dialoguer avec d'autres bâtiments, partager cette énergie ou encore diminuer leurs consommations ou les augmenter temporairement en cas de production excédentaire. Outre les formidables économies générées, les microgrids permettent indéniablement une meilleure flexibilité dans la gestion de l'énergie et dans l'adéquation de l'offre et de la demande, en s’appuyant sur les forces vives, citoyennes et économiques d’un territoire.

Des conciergeries énergétiques dans les quartiers

Bien au-delà de l'aspect technologique, c'est en effet l'ensemble du modèle économique autour des microgrids qui est en train d'évoluer. Si le tertiaire constitue leur premier marché de développement, il est tout à fait possible de l'envisager pour le marché résidentiel. Un groupe de propriétaires à Lyon pourra acheter de l'énergie au producteur local lorsqu'elle est moins chère puis la partager intelligemment entre les locataires ou vendre l'excédent à ses voisins. Portés par la démocratisation des dispositifs de stockage et le développement des objets connectés ainsi que des solutions prédictives intelligentes, de nouvelles structures énergétiques de quartiers ou des "conciergeries" vont progressivement émerger, fédérant différents acteurs locaux et abonnements pour optimiser la facture électrique. Ce sera le cas de la ZAC de Ker Lann à Rennes, premier microgrid multipropriétaires de France, regroupant des entreprises spécialisées dans la haute technologie, des écoles de l’enseignement supérieur, des hébergements pour étudiants et des ensembles immobiliers. Ce projet innovant permettra de produire une énergie renouvelable basée sur des solutions photovoltaïques ainsi que l'autoconsommation collective de la production locale.

Si les microgrids favoriseront le développement d'un réseau de production, de consommation et de distribution local innovant permettant de mieux utiliser l'énergie, il reste encore à démontrer les bénéfices de ce nouveau modèle économique pour les producteurs d'électricité. Dans la lignée des accords de Paris sur le climat, il est certain que les réseaux intelligents urbains contribueront non seulement à décarboner la production d'électricité globale mais également à faciliter la transition vers des villes plus intelligentes et connectées. Si les technologies existent, il est important que le cadre règlementaire et juridique puisse guider et faciliter leur mise en œuvre.