Raboter le Mont Blanc
Mathieu Bouville

La consommation électrique connaît un pic en hiver, qui augmente les prix et la pollution. Effacement de la demande, ré­seaux intelligents et stockage pourraient permettre de raboter cette montagne.

À la fois la production et la consommation varient

Le pic de consommation hivernal

Dans une station balnéaire de 5 000 habitants en hiver mais 50 000 en été, tous les réseaux (routes, égouts, etc.) doivent être suffisants pour 50 000 personnes, pas pour la population hivernale ni même pour la population moyenne sur l'année. De même les capacités de production et de transport d'élec­tricité sont calibrées pour faire face au pic de consommation. Aujourd'hui il a lieu en hiver en début de soirée en Europe (pour le chauffage élec­trique — dans les pays chauds, c'est en été, pour la clima­tisation). Pour le gaz, le pic est forcément en hiver.

Plus l'écart entre les con­som­mations haute et basse est élevé, plus il y aura de centrales électriques et de lignes haute-tension qui ne serviront à rien la plupart du temps (mais coûteront quand même de l'argent). Et, évidemment, quand la demande aug­mente, les prix aussi : les pics de consommation ren­chérissent donc l'électricité (même si l'usager ne s'en rend pas compte). Si la consommation était plus régulière, si le pic était moins marqué, il faudrait moins d'infra­structures et l'électricité serait moins chère (et moins pollu­ante, car les centrales qui sont le moins utilisées sont généralement les plus polluantes).

Ce résultat peut être obtenu par un effacement de la demande, c'est-à-dire en consommant un peu avant ou un peu après le pic au lieu de consom­mer pendant la période de pic. Les appareils ayant une forte inertie thermique, comme le ballon d'eau chaude ou le congélateur, peuvent rester éteints pendant un certain temps sans que ça pose de problème. À l'inverse, on peut démarrer le chauffe-eau ou le lave-vaisselle quand il y a surproduction, pour éviter de les allumer plus tard, à un moment où la demande serait plus forte. C'est le même principe que les heures creuses nocturnes, mais en moins statique — les périodes creuses seraient par exemple différentes en hiver et en été, et même d'un jour sur l'autre.

Incorporer l'électricité solaire et éolienne

Avec la montée de l'électricité solaire la sur­consom­mation hivernale pourrait encore augmenter, cette fois à cause d'une baisse de production en hiver plutôt que d'une hausse de consommation (l'éolien en revanche produit plus en hiver). D'autre part, soleil et vent varient dans le temps, et leur production électrique varie donc elle aussi. Si les prévisions météo annoncent un ciel nuageux sans vent le matin et du soleil et du vent l'après-midi, il vaudrait mieux que l'usager attende l'après-midi autant que possible (pour allumer chauffe-eau ou lave-linge, ou pour recharger sa voiture électrique). Ce pic de production sera aussi absorbé en partie par du stockage.

Contrairement aux barrages hydroélectriques et aux centrales au gaz (ou au charbon), on ne peut pas démarrer une éo­lienne ou un panneau solaire pour compenser une hausse de la consommation. Au lieu de seulement moduler la production pour s'aligner sur les variations de la consommation, il faudra à l'avenir aussi moduler la consom­mation pour s'aligner sur les varia­tions de la production.

De l'information en plus de l'énergie

Ceci n'est possible que si de l'information transite entre producteur et consommateur.

Le sens de l'information

Par exemple, EDF peut envoyer une information sur le prix de l'électricité pour inciter ses clients à consommer moins quand l'élec­tricité est chère (au moment du pic). Ou bien le producteur peut demander à ses clients de couper momen­ta­nément l'alimen­tation du congé­lateur ou du ballon d'eau chaude pendant un pic (en fait ça pourrait être l'appareil qui recevrait l'ordre directement).

Le 14 octobre, j'ai assisté à un colloque à Toulouse sur « les smart grids éner­gé­tiques ». J'ai demandé à un responsable d'EDF quelle était la liberté d'action des participants à Nice Grid. Je me demandais par exemple s'il était possible pour un utilisateur de dire « si le prix de l'élec­tricité est de tant, je veux baisser mon thermo­stat à 18 °, et si le prix est encore plus haut je baisse à 17 °, etc. ». Ré­ponse : non, on ne peut pas.

En substance, EDF dit « moi j'ai besoin de baisser ma puis­sance, donc je vais couper certains appareils pendant quelques temps ». Bien entendu, les utilisateurs peuvent refuser (mais sans avoir l'information néces­saire pour dire oui ou non en con­nais­sant tous les tenants et les abou­tis­sants). Dans ce modèle centralisé, le produc­teur prend des décisions et envoient des ordres aux consommateurs. Dans un modèle décentralisé, le producteur envoie des infor­mations et ce sont les usagers qui prennent les décisions.

Schéma d'un 'quartier intelligent' (source : nicegrid.fr)

Combien suis-je prêt à payer pour pouvoir enlever mon pull qui gratte ?

Si je veux qu'il fasse 19 ° chez moi plutôt que 17 ° pour pouvoir enlever mon gros pull qui gratte, je dois payer pour le chauffage. Et comme le coût du chauffage varie d'un jour d'hiver sur l'autre, certains jours le plaisir de pouvoir enlever mon pull me coûtera net­tement plus cher que d'autres. Il en est de même avec le plaisir de manger mes fruits préférés ou de voyager : quand les fruits ou l'essence sont chers, ces plaisirs coûtent plus chers. Je dois alors décider de réduire ma consommation (ce qui contribue d'ailleurs à faire baisser les prix) ou bien j'accepte de payer plus cher : dans un cas comme dans l'autre c'est désagréable. Pourquoi est-ce que le chauf­fage serait différent ?

Devoir accepter une perte de confort quand les prix augmentent est la norme, et l'électricité est l'aberration. Le plaisir d'en­le­ver mon gros pull qui gratte comme le plaisir de manger des fruits ou de voyager coûte de l'argent, et le prix n'est pas fixe. Maintenir une tempé­rature intérieure de plus de 20 ° un jour de grand froid est un luxe, et il est normal que le luxe coûte cher — si je veux manger des fraises en janvier, je m'attends à en payer le prix. Les jours de grand froid où le plaisir d'enlever mon pull qui gratte est hors de prix, je m'en passe, comme je me passe d'autres plaisirs quand ils sont trop chers.

Negawatts dynamiques

Quand on parle de réduire la consommation, on pense d'abord au remplacement des ampoules électriques, à l'isolation, etc. — ce sont les negawatts. Il s'agit de faire baisser la consommation d'énergie en permanence, pas seulement au moment des pics. En période de pic, on utilise les effacements (on parle aussi de flexibilité). Il ne s'agit alors que de décaler un peu dans le temps le fonctionnement d'un appareil, sans réduire la consommation totale : le congélateur et le chauffe-eau sont déclenchés un peu plus tôt ou plus tard que d'habitude, mais ils fonctionnent aussi longtemps en tout. C'est la version en temps réel des heures creuses.

Il y a une quatrième possibilité : une baisse nette de la consommation en cas de pic. On peut par exemple maintenir une température un peu moins élevée quand il fait très froid et que l'électricité est très chère. (Dans ce cas, seuls les clients peuvent prendre la décision de réduire leur consommation et donc leur confort — je peux décider d'avoir un peu moins chaud pour faire des économies, mais il est hors de question qu'un système centralisé prenne une telle décision pour moi.) Il s'agit d'un hybride entre negawatts (c'est une baisse et non un simple décalage dans le temps) et flexibilité (c'est une baisse conjoncturelle, qui réagit à l'infor­ma­tion fournie par le prix). On peut ainsi réduire la consommation totale et la consommation de pic.

perte de confort décision permanent en temps réel
décalage
dans le temps
non centralisée ou décentralisée heures creuses effacement
réduction nette peut-être décentralisée negawatts negawatts dynamiques

Des compteurs intelligents ou bien curieux ?

Les « compteurs intelligents » (Linky pour l'électricité et Gazpard pour le gaz) récoltent et trans­mettent des infor­mations sur la consom­mation. Un bénéfice pour l'utilisateur est qu'il est possible de détecter une panne (et parfois même de la réparer avant qu'il ne s'en rende compte, si elle intervient dans la journée pendant son absence). Mais est-il nécessaire d'avoir des infor­ma­tions sur tous les utilisateurs indivi­duellement pour détecter une panne dans tout le quartier ? Un autre avantage est la factu­ration : plus besoin de pifo­mètre en attendant que le compteur soit relevé. Mais il n'y a pas besoin de données de consommation quoti­diennes pour que la facture men­suelle soit exacte. Ces deux avantages sont bien réels, mais à chaque fois plus d'informa­tion est pré­levée que nécessaire (trop dans l'espace ou trop dans le temps).

Un troisième intérêt est la possibilité pour le client de suivre sa consommation d'électricité et de gaz au jour le jour, par exemple pour faire des économies d'énergie (que ce soit pour des raisons finan­cières ou environ­nemen­tales). Mais pour­quoi est-ce que l'infor­mation, pour transiter de mon compteur à moi, doit passer par des serveurs centralisés ? Et on peut légiti­mement se demander à quoi vont servir ces données centralisées et qui y aura accès à ErDF et GrDF (les fiches de police de Johnny Hallyday et Jamel Debbouze avaient été consultées par des centaines de policiers avant d'être tout simplement publiées). Sans parler du risque de piratage, dont la réalité a été récemment rappelée en Espagne.

© Mathieu Bouville, octobre 2014