Systèmes électriques intelligents - ADEME · réseaux électriques, conduit à privilégier le déploiement des technologies de Smart Grid plutôt que le remplacement et le renforcement

Feuille de Route Stratégique

Systèmes électriques intelligents


2/3

Sommaire

Préambule .........................................................................................................................................................................................4

1 Contexte .......................................................................................................................................................................................61.1 Définition ..............................................................................................................................................................................61.2 Types d’acteurs, filière industrielle des systèmes électriques intelligents ...........................................81.3 Contexte réglementaire ...............................................................................................................................................8

2 Enjeux de déploiement des systèmes électriques intelligents .................................................................12

3 Périmètre de la feuille de route ...................................................................................................................................143.1 Champ thématique .......................................................................................................................................................143.2 Périmètre géographique ............................................................................................................................................153.3 Horizons temporels .....................................................................................................................................................15

4 Les visions prospectives ...................................................................................................................................................164.1 Paramètres clés ...............................................................................................................................................................164.2 La vision moyen terme 2030 ..................................................................................................................................174.3 Les visions 2050 .............................................................................................................................................................18

5 Verrous .........................................................................................................................................................................................235.1 Verrous technologiques ..............................................................................................................................................235.2 Verrous à caractère réglementaire et économique ...................................................................................255.3 Verrous à caractère sociétal .....................................................................................................................................25

6 Priorités de recherche .......................................................................................................................................................266.1 Priorités de recherche à caractère technologique .....................................................................................266.2 Priorités de recherche à caractère économique et réglementaire ...................................................286.3 Priorités de recherche concernant les sciences humaines et sociales ............................................29

PréambuleDepuis 2010, l’ADEME gère quatre programmes dans le cadre des investisse-ments d’avenir . Des groupes d’experts issus de la recherche dans les secteurs de l’industrie, des organismes de recherche et des agences de financement et de programmation de la recherche, sont chargés, dans le cadre d’un travail collectif, de la réalisation de feuilles de route stratégiques.

Celles-ci sont utilisées pour lancer les Appels à manifestations d’intérêt (AMI).

La feuille de route Systèmes électriques intelligents a pour objectif :

• D’éclairer les enjeux industriels, technologiques, environnementaux et socié-taux du développement de la filière ;

• D’élaborer des visions cohérentes et partagées des technologies ou des systèmes socio-techniques en question à moyen et long terme ;

• D’identifier les verrous technologiques, organisationnels, environnementaux et socio-économiques, et donc d’initier (ou de poursuivre) le développement de technolo-gies performantes et économiquement viables ;

• De mettre en avant les besoins et priorités de recherche, de développement, d’innovation et d’accompagnement à déployer pour améliorer la compétitivité des offres et des entreprises dans ce secteur, de permettre d’atteindre les objectifs ambitieux établis dans le cadre du Grenelle de l’environnement, de favoriser et d’accompagner le développement d’une filière française. Ces besoins peuvent servir ensuite de base pour :

- la rédaction des AMI ; - La programmation de la recherche au sein de l’ADEME et d’autres institutions comme

l’Agence nationale de la recherche (ANR), le Comité stratégique national sur la recherche énergie ou l’Alliance nationale de coordination de la recherche pour l’énergie (Ancre).

Ces priorités de recherche et d’expérimentation proviennent du croisement entre les visions et les verrous, mais prennent également en compte les capacités françaises dans les domaines de la recherche et de l’industrie.

1. Les investissements d’avenir s’inscrivent dans la continuité des orientations du Fonds démonstrateurs de recherche géré par l’ADEME. Les quatre pro-grammes concernés sont : Energie renouvelable, décarbonée et chimie verte, Véhicules du futur, Réseaux électriques intelligents et Economie circulaire.


4/5

Liste des membres du groupe d’experts

2. RTE : Réseau de transport d’électricité ; ERDF : Electricité réseau distribution France ; GEG : Gaz électricité de Grenoble ; CRE : Commission de régulation de l’énergie ; Anssi : Agence nationale de la sécurité des systèmes d’information ; CMA : Centre de mathématiques appliquées ; Puca : Plan urbanisme construction architecture.

Nature de l’organisme Nom Organisme d’appartenance2

Gestionnaires de réseaux

Michel Bena RTE

Pierre Mallet ERDF

Nicolas Flechon GEG

Régulation Didier Lafaille CRE

Télécommunications Anne Coat Anssi

Fournisseurs

Antonin Coliche Direct Energie

Joseph Maire EDF R&D / EDF SEI

Olivier Devaux EDF R&D

Gilles Bourgain GDF Suez

Equipementiers

Laurent Schmitt Alstom Grid

Fabrice Graignic STMicroelectronics

Philippe Lucas Orange

Pierre Marlard Atos

Alain Glatiny Schneider Electric

Jean-Philippe Sacriste SagemCom

Groupement d’intérêt écono-mique / pôle de compétitivité

Christophe Kieny Idea-GIE / Tenerrdis

Laboratoires de rechercheAnna Creti Laboratoire Economix

Nadia Maïzi CMA – Mines Paris Tech

Institutionnel François Menard Puca

Les écrits de cette feuille de route engagent les experts intuitu personae et non l’institution à laquelle ils appartiennent.

Par ailleurs, ce document ne reflète ni la vision de l’ADEME ni celle du gouvernement sur la politique énergétique de la France pour les années à venir.

Le groupe d’experts a reçu l’appui d’un secré-tariat technique composé de Vincent Krakowski, Gaëlle Rebec, Martin Régner, Marie-Laure Guillerminet, Marie-Pierre Hoffmann, Daniel Clément et Nicolas Tonnet de l’ADEME.

1 Contexte 1.1. Définition

Les systèmes électriques intelligents (voir enca-dré) sont issus de la convergence des techno-logies des systèmes électriques et des techno-logies de l’information et de la communication (TIC). Ils se réfèrent à un ensemble de techno-logies (composants, équipements électriques, logiciels et moyens de communication) inté-grées au sein du système électrique et aux stra-tégies de gestion de ce système complexe.

Ils peuvent être également définis par rapport aux fonctions qu’ils doivent remplir, comme des « systèmes électriques capables d’intégrer, de pré-voir et d’inciter efficacement et de manière intelli-gente les actions et comportements des différents utilisateurs, consommateurs et producteurs (indus-triels, tertiaires et résidentiels) qui y sont raccordés, et ce afin de maintenir une fourniture d’électricité efficace, durable, économique et sécurisée »3.

Il s’agit de rendre le système plus « intelligent » et nécessairement plus communicant pour faire face aux défis de nos sociétés modernes, notamment en matière d’environnement, de développement des énergies renouvelables (ENR) et d’unités de production décentralisée d’énergie, de sécurité d’approvisionnement et d’accès à l’énergie. Ainsi les systèmes élec-triques intelligents doivent répondre à plusieurs enjeux : anticipation de l’accroissement du taux de pénétration des énergies renouvelables variables, efficacité énergétique du système, intégration de nouveaux « objets » électriques (véhicules électriques, bâtiments à haute effica-cité énergétique4…), fiabilisation et sécurisation accrues du réseau électrique, optimisation des investissements existants et à venir, ainsi que des coûts de fonctionnement associés.

3. Définition de la plate-forme technologique européenne sur les Smart Grids.4. Bâtiments qui peuvent, sur l’année, produire plus d’énergie qu’ils n’en consomment.

Système et réseau électrique

Le système électrique comprend les sites de production d’électricité, les lieux de consommation mais égale-ment les infrastructures de transport, et les méthodes pour organiser tous ces moyens.

Le réseau électrique est une infras-tructure du système : il comprend un réseau public de transport, permettant d’acheminer des quantités importantes d’électricité sur de longues distances, et un réseau de distribution, qui prend le relais pour acheminer l’électricité sur les derniers kilomètres, à l’échelle locale, et desservir les usagers.

La notion de système est privilégiée à celle de réseau, afin de couvrir l’en-semble des problématiques et enjeux inhérents au déploiement de ces tech-nologies ; ainsi, les systèmes élec-triques intelligents ne se limitent pas au réseau, mais concernent le sys-tème électrique dans sa globalité depuis les sites de production d’électricité jusqu’aux consommateurs en passant par les infrastructures de transport, de distribution, de stockage, ainsi que les méthodes et services de gestion et de pilotage (réseaux, demande).

©SC

LE/D

elph

ine

Bare

tte


6/7

La notion de Smart Grids

La Commission de régulation de l’éner-gie (CRE) précise que5 : « pour faire face aux mutations du paysage énergétique, il est nécessaire de moderniser le système électrique. Le contexte français et euro-péen, dans lequel se sont développés les réseaux électriques, conduit à privilégier le déploiement des technologies de Smart Grid plutôt que le remplacement et le renforcement massif des réseaux et des capacités de production conventionnelles. L’intégration des nouvelles technologies de l’information et de la communication aux réseaux les rendra communicants et per-mettra de prendre en compte les actions des acteurs du système électrique, tout en assurant une livraison d’électricité plus effi-cace, économiquement viable et sûre ».

Pour l’Agence internationale de l’énergie (AIE), les Smart Grids6 sont un ensemble de technologies clés dans le but de faire face aux besoins actuels et futurs du sec-teur de l’électricité et de permettre le déploiement effectif de technologies bas carbone telles que les énergies renouve-lables et les véhicules électriques.

5. www.smartgrids-cre.fr6. Impact of Smart Grid Technologies on Peak Load to 2050, OECD/IEA 2011.

Plus qu’une étape de conception, il s’agit avant tout d’un gain en communication et en intelli-gence des systèmes électriques actuels (à titre d’exemple, l’observabilité et la communication des réseaux de transport, développées depuis de nombreuses années, ont permis de sécuri-ser et de rendre plus réactif le système élec-trique à cette échelle).

La feuille de route porte ainsi sur l’ensemble de la chaîne de valeur des systèmes électriques intelligents (voir encadré). Elle ne se limitera pas à la simple question des verrous et priorités technologiques, que ce soit au niveau du réseau de transport ou du réseau de distribution ; les réflexions ont porté sur les évolutions et modi-fications aussi bien techniques, économiques que réglementaires et sociétales, qu’elles soient contraintes, demandées ou permises dans le cadre du déploiement de ces systèmes élec-triques.

La chaîne de valeur des sys-tèmes électriques intelligents

Elle s’étend de la production d’électricité jusqu’aux consommateurs industriels, ter-tiaires et résidentiels, via l’optimisation des réseaux de transport et de distribution.

Les systèmes électriques intelligents couvrent quatre fonctions principales :1. l’efficacité, la sécurité et la sûreté des

réseaux de transport et de distribu-tion, la qualité de leur fonctionnement, la limitation des congestions et des investissements dans de nouvelles infrastructures,

2. l’intégration de la production d’électri-cité (notamment renouvelable et dis-tribuée), du stockage (distribué et dif-fus) et des nouveaux usages (mobilité, bâtiments producteurs d’énergie…),

3. la gestion des flux et des marchés (au moyen de plates-formes de transac-tion),

4. la maîtrise de la demande d’énergie (MDE par la gestion active, flexibilité de la demande…), le développement d’applications et de services d’efficaci-té énergétique et leur mise en œuvre.

1.2. Types d’acteurs, filière industrielle des systèmes électriques intelligents

La mise en œuvre et le déploiement de systèmes électriques intelligents dépendent de variables éco-nomiques (investissements, modèles d’affaires…) et d’une collaboration entre acteurs des réseaux, des nouvelles technologies de l’énergie et des technologies de l’information et de la communication (figure 1).

1.3. Contexte réglementaire

Le marché intérieur de l’électricité, et plus gé-néralement de l’énergie, a fait l’objet, en Europe, de plusieurs directives et de règlements suc-cessifs, regroupés en « paquets législatifs ». La libéralisation du marché de l’électricité a com-mencé en 1997 (directive 96/92/CE).

Dès 2000, les chefs d’Etat et de gouverne-ment ont affirmé leur volonté « d’accélérer la libéralisation dans des secteurs tels que le gaz et l’électricité ». Un accord conclu par le Conseil de l’Union européenne fin 2002 prévoit la libé-ralisation de ces marchés pour les clients non résidentiels au plus tard le 1er juillet 2004, suivie

d’une ouverture complète pour tous les clients au plus tard le 1er juillet 20077.

Le troisième paquet énergie8, présenté en 2007 et adopté en 2009, prévoit notamment :• la séparation effective entre la gestion des ré-

seaux de transport, d’une part, et les activités de fourniture et de production, d’autre part,

• la surveillance réglementaire et la coopé-ration entre régulateurs, notamment par la création d’une Agence de coopération des régulateurs de l’énergie (Acer),

• la coopération entre les gestionnaires de réseaux,

• la transparence et la conservation des données.

7. Règlement (CE) n°1228/2003 sur les conditions d’accès au réseau pour les échanges transfrontaliers d’électricité, directive 2003/54/CE concernant des règles communes pour le marché intérieur de l’électricité.8. Règlement (CE) n° 713/2009 instituant une agence de coopération des régulateurs de l’énergie, règlement (CE) n°714/2009 sur les conditions d’accès au réseau pour les échanges transfrontaliers d’électricité, directive 2009/72/CE concernant des règles communes pour le marché intérieur de l’électricité.

Producteurs

Equipementiers Opérateurs/Gestionnaires de réseaux

Fournisseurs d’infrastructures de l’électricité

Fournisseurs d’électricité et

de services

Fournisseurs d’équipements et de réseaux informatiques

Opérateurs de services

informatiques et de télécom

Installateurs, intégrateurs de services et de solutions TIC

Concepteurs/ Développeurs d’équipements

(usage)

Concepteurs/ Développeurs d’outils logiciels

Électricité

TIC

Éq

uip

em

en

ts Service

s

Figure 1 : Types d’acteurs de la filière des systèmes électriques intelligents


8/9

A ces directives et règlements s’ajoutent les textes du paquet climat-énergie9 (officiellement adopté par le Parlement européen et le Conseil des ministres fin 2008) qui concernent direc-tement la politique européenne de l’énergie. Le paquet doit permettre d’atteindre l’objectif « 3 x 20 », à l’horizon 2020, visant à :

• réduire les émissions de gaz à effet de serre des pays de l’Union de 20 % par rapport aux niveaux de 1990,

• porter à 20 % la part des énergies renouve-lables dans la consommation finale d’énergie,

• réduire de 20 % la consommation d’énergie par rapport aux projections pour 2020 en améliorant l’efficacité énergétique.

Le Parlement européen a adopté en sep-tembre 2012 une directive sur l’efficacité éner-gétique (2012/27/UE). Cette directive impose :

• aux compagnies d’énergie : un investissement obligatoire chaque année de 1,5 % de leurs ventes annuelles d’énergie dans des services permettant de réduire la consommation de leurs clients (25 % de cet effort pouvant venir de l’efficacité énergétique sur le réseau),

• aux Etats de l’Union européenne : une obli-gation de se fixer des objectifs nationaux d’efficacité énergétique et une contrainte de rénovation de 3 % de la surface au sol (chauf-fée et/ou refroidie) des bâtiments apparte-nant et occupés par l’administration centrale, ainsi qu’une obligation de définir une feuille de route pour la rénovation des bâtiments tertiaires et résidentiels,

• la prise en compte de critères d’efficacité énergétique par les marchés gérés par l’admi-nistration centrale,

• une systématisation des audits énergétiques dans les grandes entreprises, à réaliser tous les quatre ans par des experts indépendants,

• l’ouverture des marchés d’énergie aux pro-grammes de gestion de la demande,

• la transparence des factures énergétiques,

• un soutien à la cogénération.

En complément, la loi de programmation rela-tive à la mise en œuvre du Grenelle de l’envi-ronnement, ou loi « Grenelle I »10, est adoptée en France courant 2009 et fixe, conformément à la directive, l’objectif de 23 % pour la part de l’énergie renouvelable dans la consommation finale d’énergie à l’horizon 2020.

La loi « Grenelle II »11, adoptée courant 2010, décline la précédente loi par objectifs, chantiers et secteurs. Il est à noter, dans cette loi, que les gestionnaires des réseaux publics de trans-port et de distribution d’électricité voient leurs missions élargies aux mers territoriales, plateau continental et zone économique maritime pour le raccordement aux réseaux publics terrestres qu’ils exploitent.

Une disposition et une recommandation de la Commission européenne existent sur la modernisation des réseaux de distribution et l’optimisation de l’utilisation de l’électricité.

9. Directive 2009/29/CE qui modifie la directive 2003/87/CE afin d’améliorer et d’étendre le système communautaire d’échange de quotas d’émission de gaz à effet de serre, directive 2009/28/CE sur la promotion de l’utilisation de l’énergie produite à partir de sources renouvelables, décision n° 406/2009/CE sur l’effort à fournir par les Etats membres pour réduire leurs émissions de gaz à effet de serre afin de respecter les engagements de la Communauté en matière de réduction de ces émissions jusqu’en 2020, directive 2009/31/CE sur le stockage géologique du dioxyde de carbone.10. Loi « Grenelle I » ou loi n° 2009-967 du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de l’environnement.11. Loi « Grenelle II » ou loi n° 2010-788 du 17 juillet 2010 portant engagement national pour l’environnement.

©EN

TSO

E (r

ésea

u eu

ropé

en d

es o

péra

teur

s de

dist

ribut

ion

d’él

ectr

icité

) -

in :

10 Ye

ar N

etw

ork

Dev

elop

men

t Pla

n 20

12,

p 61

La directive 2009/72/CE, qui concerne les règles communes pour le marché intérieur de l’électricité, précise que :

• les Etats membres doivent encourager la mo-dernisation des réseaux de distribution, par exemple en mettant en place des réseaux intelligents de façon à encourager la produc-tion décentralisée et l’efficacité énergétique,

• afin de promouvoir l’efficacité énergétique, les États membres, ou éventuellement l’auto-rité de régulation, recommandent vivement aux entreprises d’électricité d’optimiser l’utili-sation de l’électricité, par exemple en propo-sant des services de gestion de l’énergie, en élaborant des formules tarifaires novatrices ou, le cas échéant, en introduisant des sys-tèmes de mesure ou des réseaux intelligents.

Le Parlement européen et le Conseil ont défini les règles de déploiement des systèmes intel-ligents de mesure de l’électricité (compteurs dits intelligents ou communicants) de la façon suivante :

• il doit être subordonné à une évaluation économique à long terme de l’ensemble des coûts et bénéfices pour le marché et le consommateur ou à une étude déterminant quel modèle de compteur intelligent est le moins coûteux ; le calendrier du déploiement doit également être précisé,

• sous réserve de cette évaluation, les Etats membres, ou toute autorité compétente qu’ils désignent, fixent un calendrier, avec des objectifs sur une période de dix ans maxi-mum, pour la mise en place de systèmes intelligents de mesure,

• si la mise en place de compteurs intelli-gents donne lieu à une évaluation favorable, au moins 80 % des clients de distributeurs d’électricité seront équipés de systèmes intel-ligents de mesure d’ici à 2020.

La communication d’avril 2011 de la Commis-sion européenne met l’accent sur l’intérêt stra-tégique du déploiement de réseaux électriques intelligents et incite les Etats membres à com-muniquer leur plan d’action en la matière.

Le 9 mars 2012, la Commission a adopté une recommandation12 relative à la préparation de l’introduction des systèmes intelligents de me-sure. Cette recommandation fixe :

• des considérations relatives à la protection et à la sécurité des données,

• une méthodologie pour l’évaluation éco-nomique des coûts et des avantages à long terme du déploiement des compteurs intel-ligents,

• les exigences fonctionnelles minimales com-munes.

La réglementation française sur les réseaux électriques intelligents ne concerne aujourd’hui que le déploiement des compteurs communi-cants. Le décret n° 2010-1022 du 31 août 2010 précise les dispositions prises par transposition de la directive européenne en vue de leur dé-ploiement.

La France a procédé à une expérimentation de déploiement de compteurs communicants appelés Linky13 auprès de 300 000 consom-mateurs en Rhône-Alpes et en Indre-et-Loire. L’objectif était de tester ce déploiement à une échelle significative ainsi que le système d’information permettant la communication bidirectionnelle et les télé-opérations. Cette expérimentation s’est achevée fin mars 2011; elle a fait l’objet d’une évaluation technico-économique par la Commission de régulation de l’énergie (CRE), publiée en juin 2011, qui a abouti à une recommandation de généralisa-tion du dispositif. La délibération de la CRE, du 7 juillet 2011, attire l’attention sur divers points

12. 2012/148/EU : Commission Recommendation of 9 March 2012 on preparations for the roll-out of smart metering systems.13. Marque déposée ERDF.


10/11

(rôle des dispositifs communicants et bénéfices associés, technologie à utiliser et besoin de généralisation rapide) et propose quelques re-commandations pour assurer l’efficacité du dis-positif (accès aux données de consommation, passage à la technologie CPL G3 (protocole de communication par courant porteur en ligne G3) à envisager, expérimentation sur l’affichage déporté). Par la suite, est paru l’arrêté du 4 jan-vier 2012 relatif aux dispositifs de comptage sur les réseaux publics d’électricité ; il concerne les trois domaines suivants :

• les fonctionnalités des dispositifs de comp-tage aux différents niveaux de tension des réseaux publics d’électricité,

• les conditions d’interopérabilité14 des dispo-sitifs de comptage déployés sur le territoire,

• les modifications à apporter aux documenta-tions techniques de référence des gestionnaires.

Courant 2012, le groupe de suivi de l’expéri-mentation sur les compteurs communicants a été mis en place, réunissant les pouvoirs publics, l’ADEME le Médiateur national de l’énergie, les associations de consommateurs, les fournis-seurs d’électricité, les gestionnaires de réseaux, les fédérations d’équipementiers et d’instal-lateurs, les industriels, des représentants des collectivités locales et la Fédération nationale des collectivités concédantes et régies (FNC-CR), l’objectif étant de définir les conditions favorables à la mise en œuvre d’opérations de maîtrise de la demande énergétique à travers le déploiement de ces compteurs et de créer les conditions du développement des services, notamment de flexibilité de la demande15. Dans cette volonté de déploiement massif, la France emboîterait le pas à l’Italie qui, au niveau euro-péen, est le premier pays à avoir installé mas-sivement ce type de compteur, au début des années 2000.

La loi Nome16, promulguée en décembre 2010, prévoit une « nouvelle organisation du marché de l’électricité » et a pour objectif de créer des conditions permettant une véritable ouverture à la concurrence17. Par ailleurs, la loi spécifie que « chaque fournisseur d’électricité contribue, en fonc-tion des caractéristiques de consommation de ses clients, en puissance et en énergie, sur le territoire métropolitain, à la sécurité d’approvisionnement en électricité », avec notamment des moyens production ou de flexibilité de la demande. La loi Nome prévoit ainsi la mise en place d’un mécanisme de capacité. Fin 2012, le décret visant à mettre en place ce mécanisme pour le mar-ché de l’électricité a été publié, certaines règles restant à préciser. Il s’appuie sur deux piliers :

• la rémunération de la disponibilité des moyens de production,

• la stimulation de la réduction de la consom-mation d’électricité aux heures de pointe grâce à des opérations de flexibilité.

14. L’interopérabilité est la capacité que possède un produit ou un système, dont toutes les interfaces sont intégralement connues, à fonctionner avec d’autres produits ou systèmes existants ou futurs et, ce, sans restriction d’accès ou de mise en œuvre.15. Déjà proposé à certains industriels et en cours d’expérimentation auprès des particuliers, cette solution d’optimisation de la consommation élec-trique consiste à proposer aux clients, contre rémunération, de réduire ou différer leur consommation pour contribuer à l’équilibre de l’offre et de la demande sur les réseaux électriques. Une façon de rendre le système électrique plus efficient dans des périodes critiques de pics de consommation.16. Loi n° 2010-1488 du 7 décembre 2010 portant sur la nouvelle organisation du marché de l’électricité (loi Nome).17. Ouverture à la concurrence via notamment la mise en place d’un accès régulé à l’électricité nucléaire historique (Arenh).

©M

EDD

E/A

rnau

d Bo

uiss

ou -

Com

pteu

r él

ectr

ique

inte

lligen

t

Enjeu énergétique et environne-mental : a minima, le respect des objectifs eu-ropéens et du Grenelle de l’environnement en matière de réduction d’émissions anthropiques de gaz à effet de serre, d’intégration des éner-gies renouvelables et d’amélioration de l’effica-cité énergétique aux horizons 2020 et au-delà (facteur 419 en 2050) ; cet enjeu se traduit éga-lement par un souhait de cohérence accrue dans le développement et l’aménagement des territoires selon leurs ressources disponibles et exploitables.

L’estimation de la réduction des émissions de CO2 liée au déploiement des systèmes électriques intelligents doit faire l’objet d’une attention particulière. Les méthodologies de quantification des coûts et bénéfices environ-nementaux doivent encore être précisées et affinées pour offrir des estimations fiables et partagées. Différentes études proposent dès à présent des estimations de gains et coûts éner-gétiques (étude AIE sur la figure 2).

A l’instar de la précédente feuille de route sur les réseaux et systèmes électriques intelligents intégrant les énergies renouvelables18 et des études de l’AIE (voir encadré), les en-jeux et les visées du déploiement des systèmes intelligents restent centrés sur des objectifs énergétiques, économiques, sociaux et industriels.

2 Enjeux de déploiement des systèmes électriques intelligents

0.00 0.09-0.270.03-0.25

0.07-0.270.01-0.05

Réductions directes

0.250.500,751.001.251.501.752.002.252.50

Gt

CO

2/an

Réductions induites

0.31-0.62

0.34-0.69

Le lissage de la pointeL’accélération des programmes d’efficacité énergétiqueLa réduction des pertes en ligneLes solutions d’information sur la consommation

L’intégration d’une plus grande capacité des EnRLa gestion de la charge des véhicules électriques

Emissions de CO2 évitées par

Figure 2 : réduction des émissions de CO2 en lien avec le déploiement des systèmes électriques intelligents dans le

scénario Blue Map, comparativement au scénario de base (source : IEA, Energy Technology Perspectives 2010).

18. Décembre 2009, http://www2.ademe.fr/servlet/KBaseShow?sort=-1&cid=96&m=3&catid=2483519. Le facteur 4 est un objectif issu du Programme d’orientation de la politique énergétique française (loi Pope) de 2005, qui vise à diviser par 4 les émissions françaises de gaz à effet de serre à l’horizon 2050, par rapport à leur niveau de 1990.


12/13

20. Des technologies compétitives au service du développement durable, Centre d’analyse stratégique, août 2012.

Enjeu économique et social :

– maintien d’un niveau élevé de qualité de four-niture d’électricité, de fiabilité d’approvision-nement et de sécurité du système,

– optimisation et maîtrise des coûts des sys-tèmes, tant en investissement (économie sur les investissements de capacité notamment) qu’en fonctionnement (amélioration de la balance énergétique par une réduction de la dépendance en matières premières et éner-gies fossiles par exemple),

– enjeu social, notamment dans la prise en compte des questions d’accès à l’électricité et de précarité énergétique.

Enjeu industriel : structuration de la fi-lière des systèmes électriques intelligents afin de s’assurer que les acteurs nécessaires au déploiement de la filière (recherche et déve-loppement, innovation, industrialisation) soient opérationnels et compétitifs, en France et à l’export.

Les clés du déploiement de systèmes électriques

intelligents

Le rapport Energy Technology Perspec-tives 2012 de l’AIE, ainsi que le rap-port du Centre d’analyse stratégique20 présentent les systèmes électriques intelligents comme des outils pour sé-curiser l’approvisionnement avec une production et une demande électrique variables. Plusieurs points clés et conclu-sions émergent de ces études sur la période 2010-2050 :• l’analyse du déploiement de ces sys-

tèmes jusqu’en 2050 montre que les bénéfices dépassent les coûts d’inves-tissement,

• les politiques qui encouragent une meilleure répartition des risques, des coûts et des bénéfices peuvent stimu-ler l’émergence de systèmes innovants, plus flexibles et optimisés,

• le besoin de flexibilité au sein des sys-tèmes électriques augmente rapide-ment, notamment avec la croissance de la production renouvelable variable,

• la gestion de la demande est pour le moment sous-utilisée : un potentiel important existe dans le déploiement de technologies permettant de mieux piloter la demande électrique et de la faire participer à la gestion du système,

• les technologies actuelles de stockage de l’électricité restent plus coûteuses que les autres méthodes pour gagner en flexibilité.

©Illu

stra

tion

de M

athi

lde

Alla

rd,

pou

r E

CO

CO

2

3 Périmètre de la feuille de route3.1. Champ thématique

Le champ thématique de cette feuille de route couvre aussi bien des problématiques scienti-fiques, techniques que sociales, organisation-nelles, économiques, juridiques et réglementaires.

Comme énoncé précédemment, la réflexion doit porter sur l’ensemble du système élec-trique et non se restreindre aux probléma-tiques liées aux réseaux de transport et de distribution, aussi bien pour les visions prospec-tives à moyen et long terme que pour l’identi-fication des verrous et priorités de recherche.

Il convient donc de tenir compte de l’ensemble des constituants de ces systèmes électriques (sites de production, réseaux, consomma-teurs…) des outils favorisant l’intégration des nouveaux « objets » : véhicules hybrides

et électriques, bâtiments actifs, villes intelli-gentes… Leur pilotage et gestion est un enjeu majeur pour assurer la mise en œuvre de sys-tèmes adaptés et efficaces. La conception et le développement de ces systèmes peuvent ainsi être imaginés à l’échelle d’une maison, d’un quartier, d’une ville, d’une région ou d’une zone transfrontalière. Les échelles géographiques pertinentes pour leur exploitation doivent donc être abordées. Par ailleurs, la gestion du flux d’informations et leur valorisation seront également traitées.

La figure 3 présente une vue schématique de la filière en y précisant les fonctions principales des systèmes électriques intelligents, les domaines d’application des technologies Smart Grid, les acteurs des technologies de l’information et de la communication et les équipementiers.

Chaîne de valeur électricité

Production Transport Distribution Fourniss./ Agréateurs Collectivité Industrie Tertiaire Résidentiel Mobilité

Fonctions principales

des systèmes intelligents

Domaines d’application

des technologies Smart Grid

Acteurs TIC et

équipeme-mentiers

Intégration de la production électrique (notamment renouvelable et distribuée)

Infrastructures de comptage

Fournisseurs de TIC aval compteur

Systèmes SCADA et SI

Systèmes de stockage

Fournisseurs de services informatiques

Infrastructure de télécommunication

Équipementiers réseaux Industriels des usages

Efficacité, sécurité, qualité de fonctionnement des réseaux

Assurer le fonctionne-ment des marchés et le développement des services électriques

Intégration de la maîtrise de la demande électrique

Équipements de réseau (lignes, postes, capteurs

Système de suivi et de pilotage de la ressource décentralisée

Équipementiers Télécom Opérateurs Télécom

Figure 3 : champ thématique de la feuille de route (Scada : Supervisory Control and Data Acquisition : télésurveillance et acquisition de données, SI : Système d’information).


14/15

En complément, la réflexion autour des sys-tèmes électriques intelligents devra notamment porter sur la participation et le jeu entre les dif-

3.2. Périmètre géographique

Les visions, les verrous et priorités de recherche identifiés dans cette feuille de route ont en prio-rité une dimension nationale, avec une attention particulière portée aux systèmes électriques in-sulaires. Cependant, dans un objectif d’exporta-tion et de participation à un marché européen ou international, la question de la compatibilité des innovations avec les normes en vigueur sur ces marchés doit être posée et prise en compte. Cette feuille de route s’inscrit naturellement dans un contexte européen compte tenu de l’intégration croissante des marchés européens de l’électricité et du rôle significatif de la Com-mission européenne en matière de régulation et de recherche et développement (SET Plan25, plate-forme technologique sur les réseaux élec-triques intelligents, initiative industrielle sur les réseaux électriques intelligents). Dans l’annexe « Etat des lieux et cartographie », nous nous in-téresserons aux différentes solutions proposées à travers le monde et aux différentes stratégies choisies en matière d’augmentation de l’intelli-gence des réseaux, d’insertion de la production énergétique renouvelable et de sécurisation du système électrique.

férents acteurs, sur l’équilibre coûts/bénéfices de tels systèmes21, et les contraintes fixées ou admissibles.

3.3. Horizons temporels

Au regard des délais de mise en place des in-frastructures de réseaux et plus largement de l’ensemble des composantes du système élec-trique, il semble pertinent d’introduire deux horizons de temps dans la réflexion :• l’horizon 2030, qui permet de décrire les com-

posantes d’un système électrique qui est allé au-delà des objectifs européens pour 2020 (3 x 20) tout en maintenant un niveau élevé de qualité de fourniture et de sécurité du sys-tème. Le choix de cet horizon temporel fait également écho à celui d’exercices prospectifs (scénarios énergétiques) publiés par l’ADEME ;

• l’horizon 2050, qui permet d’aboutir à des représentations contrastées des réseaux et des systèmes électriques du futur, selon l’évo-lution de paramètres clés ; les visions doivent participer à une politique facteur 4 en matière d’émissions de gaz à effet de serre à l’horizon 2050 et permettre de dépasser les objectifs 2020 en matière de pénétration des énergies renouvelables et d’efficacité énergétique.

Les thématiques prioritaires

Le Comité d’orientation stratégique des éco-industries (Cosei), instauré en 2010 sous la prési-dence conjointe des ministres du Développement durable et de l’Industrie, a mis en place un groupe dédié aux systèmes électriques intelligents et au stockage de l’énergie (groupe Seise). Un référentiel Cosei a ainsi été ébauché pour détailler l’ensemble des thématiques liées à ce groupe de travail. Il se décompose en six volets :• efficacité énergétique tertiaire et industrielle (gestion active dans le tertiaire et process),• efficacité énergétique domestique (gestion active dans le secteur résidentiel, individuel et collectif),• stockage décentralisé et réparti en aval des compteurs,• gestion dynamique de l’offre et de la demande,• connexion et intégration des énergies renouvelables,• distribution ajustable,• stockage décentralisé en amont des compteurs.

Parallèlement à cela, le groupe de travail européen Smart Grid coordination group, composé de représentants du CEN22, du Cenelec23 et de l’ETSI24, est mandaté par la Commission euro-péenne pour développer ou mettre à jour un ensemble complet de standards ; il a récem-ment publié un modèle de référence pour l’architecture Smart Grid, désigné SGAM. Celui-ci propose une structure qui cartographie les activités liées aux systèmes intelligents selon les domaines (production, transport, distribution…), les zones (procédés, stations, entreprises…) et les couches d’intervention (composant, communication, information, fonction, marché).

21. Cf. document du Joint Research Center: Guidelines for conducting a cost-benefit analysis of Smart Grid projects, 2012.22. CEN : Comité européen de normalisation.23. Cenelec : Comité européen de normalisation en électronique et en électrotechnique.24. ETSI: European Telecommunications Standards Institute.25. Strategic Energy Technology Plan, plan de la Commission européenne pour le développement de technologies énergétiques à faible intensité carbonique.

Les visions prospectives s’intéressent à l’évolution du sys-tème électrique dans son ensemble en réponse à de nouvelles contraintes énergétiques, environnementales, économiques et sociétales. Le déploiement des systèmes électriques intelligents, quelle que soit l’échelle géographique, en est à ses débuts et peut fortement évoluer, aussi bien au niveau organisationnel que fonctionnel, au cours des années à venir.

4 Les visions prospectives

Selon les horizons de temps considérés, les vi-sions prospectives permettent d’imaginer qua-litativement un « champ des possibles » pour le déploiement et l’émergence de nouveaux systèmes énergétiques (horizon 2050) ou de quantifier plus précisément un point d’étape (horizon 2030) pour le développement de cette filière et le niveau de participation de l’ensemble des acteurs publics et privés. Cette vision moyen terme, à l’horizon 2030, permet de décrire la manière dont se traduirait le dé-passement des objectifs fixés par le Grenelle de l’environnement et par les directives euro-péennes sur la période 2015-2020.

Les différentes visions, au-delà des caracté-ristiques techniques et économiques, seront qualifiées par un ensemble de conditions né-cessaires pour participer à cette dynamique et répondre à ces contraintes.

4.1. Paramètres clés

La construction de visions de long terme re-pose sur l’identification de paramètres clés. Ce sont des variables dont on sait que l’évolution contrastée à long terme aboutira à des visions radicalement différentes du déploiement des systèmes électriques intelligents à l’horizon 2050.

Les contextes économiques, environnemen-taux et sociétaux qui auront un impact sur les systèmes électriques se traduisent par un certain nombre de contraintes : financement des investissements, augmentation du prix de l’énergie, contrainte CO2. Ce sont autant de variables exogènes qui peuvent impacter les différentes visions selon leur degré d’inten-sité à court et moyen terme.

En complément de paramètres importants identifiés par le groupe (part de la production énergétique nucléaire dans le mix électrique, coûts comparés des différents systèmes de production énergétique, tension et volatilité des matières premières énergétiques, évolution des usages énergétiques, faisabilité sociale, etc.), deux semblent de nature à discriminer nette-ment l’architecture et le fonctionnement des systèmes électriques intelligents :• le type de déploiement et le rôle des

nouvelles technologies de l’énergie,• la maille d’exploitation des sys-

tèmes électriques intelligents.

4.1.1. Le rôle et le type de déploiement des nouvelles technologies de l’énergie

On désigne par nouvelles technologies de l’énergie (NTE) les moyens de production énergétique renouvelable, les systèmes de stoc-kage, les nouveaux usages comme la maîtrise de la consommation électrique ou la mobilité électrique (véhicule électrique et véhicule hy-bride rechargeable26), mais également toute in-tégration de TIC au sein du système électrique.

Selon le rôle qui leur sera attribué, les NTE peuvent n’être déployées et orientées que sur les réseaux (transport et distribution) ou suivre une logique plus systémique et être réparties sur l’ensemble de la chaîne de valeur, notam-ment au niveau des usages. Les NTE contri-bueront ainsi plus ou moins au pilotage et à la gestion des systèmes électriques intelligents participent-elles directement à la gestion des systèmes ? Sont-elles orientées uniquement réseaux ou davantage systèmes (c’est-à-dire intégrées pour faire contribuer producteurs et consommateurs à l’équilibre) ?

26. Véhicules hybrides qui peuvent être rechargés lors de certaines phases de la conduite mais aussi sur le secteur électrique.


16/17

4.1.2. La maille d’exploitation des systèmes électriques intelligents

Le choix de ce paramètre reflète notamment le questionnement actuel sur le niveau d’impli-cation de la maille locale dans la gestion et le pilotage des systèmes électriques : Comment gérer les équilibres locaux ? Comment combi-ner gestion de l’équilibre à l’échelle d’une maille locale et nationale ?

Il s’agit d’imaginer diverses solutions d’architec-ture et de fonctionnement des systèmes élec-triques pour combiner au mieux les différentes mailles géographiques (locales, régionales, na-tionales, européennes) et prévoir leurs rôles et interactions futurs. De fait, la nature et la forme des systèmes électriques intelligents sont en partie liées au niveau d’intégration de l’échelon local dans la chaîne énergétique.

4.2. La vision moyen terme 2030

Différentes évolutions du contexte énergé-tique français ont favorisé le développement des systèmes électriques intelligents : notam-ment le déploiement des compteurs commu-nicants Linky, la mise en place d’un mécanisme de capacité prévue dans la loi Nome, la hausse progressive de la production d’énergie à par-tir de sources renouvelables, l’augmentation annoncée du coût de l’énergie, ainsi que les recommandations tirées des démonstrateurs de réseaux électriques intelligents en France.

Le déploiement des compteurs communi-cants a permis une mise à disposition gratuite d’un socle d’informations minimal permettant notamment d’initier les premiers changements de comportements et les premières actions de maîtrise de la demande énergétique (MDE). Cet accès à l’information a permis le dévelop-pement de différentes offres de conseil énergé-tique personnalisé dans le but d’accompagner le changement et la diminution des factures énergétiques.

Industrie consommatriced'énergie

Bâtiment résidentielet commercialconsommateur d'énergie

Évolution possible de l'architecture et des fonctionnalités pour les réseaux électriques de demain

Configuration possibledes réseaux intelligentsde demain

Site de productiondécentralisé

Usineconsommatriceet productrice d'électricité

Agrégation de productiondécentralisée d'électricité

Immeublesd'habitation

P.P

.&A.

/Scr

ipto

ria

Bâtiments résidentiels etcommerciaux consommateurset producteurs d'énergie

Installations de production centralisée

Projet1 10/02/10 8:05 Page 1

©A

DEM

E/P.P

.&A

./Scr

ipto

ria

Ces dispositifs ont également permis le déve-loppement de nouvelles offres tarifaires : elles accompagnent une modification des habitudes de consommation des clients en encourageant, par exemple, un report des consommations des heures de pointe vers les heures creuses et en récompensant des comportements exem-plaires ; ces nouveaux types d’offre tarifaire per-mettent aussi le développement d’un marché de flexibilité (et la rémunération de ces actions de flexibilité de la demande) aussi bien pour les secteurs résidentiels et tertiaires, qu’industriels.

Les nouvelles opportunités offertes par le déve-loppement de ces systèmes électriques intelli-gents ont permis l’émergence de nouveaux acteurs sur l’ensemble de la chaîne de valeur : fournisseurs de services, opérateurs télécoms proposant des services complémentaires asso-ciés aux offres de type quintuple play27, opéra-teurs de stockage, agrégateurs28, etc. Ces acteurs, qui participent à la gestion du flux d’informa-tions et à leur valorisation multiplient les offres à destination des utilisateurs et consommateurs.

Enfin, la directive sur l’efficacité énergétique adoptée courant 2012 par le Parlement euro-péen, avec la mise en œuvre de mécanismes d’obligations en matière d’efficacité énergétique (article 7 de la directive 2012/2729), a eu un im-pact relatif sur les architectures, produits et solu-tions déployés pour les systèmes électriques.

Le dépassement des objectifs 2020 en matière de pénétration des énergies renouvelables dans la consommation énergétique globale, l’émer-gence de bâtiments à haute efficacité énergé-tique et le déploiement de véhicules hybrides rechargeables et/ou électriques (à hauteur de 4 millions à l’horizon 203030) contribuent active-ment au déploiement des systèmes électriques intelligents, autant de dispositifs qui peuvent proposer de nouveaux services pour la gestion et le pilotage des systèmes.

4.3. Les visions 2050

Les visions doivent être en mesure de répondre à un objectif de maintien, voire d’amélioration, de la qualité et de la continuité de la fourni-ture d’électricité. La réalité, quant à elle, pourrait être une combinaison des différentes visions 2050. Les contextes économiques (national, européen et international) et géographiques peuvent fortement modifier chacune d’elles ; en effet, selon la situation économique (période de crise économique ou a contrario de forte croissance) et la zone géographique (marché ciblé) considérées, les développements et choix technologiques pourront varier.

Le croisement des différents paramètres clés permet d’identifier des visions contrastées de l’évolution de la filière.

Faible participation Forte participation

Déploiement ciblé dans la chaîne de valeur : tech-nologies majoritairement

orientées réseau

Vision 1Le développement du

système électrique dans un objectif de mutualisation

Vision 2Le territoire

à la recherche de son optimum énergétique

Déploiement étendu et implication des NTE, dont TIC, dans l’ensemble de la

chaîne de valeur (y compris au niveau des usagers)

Vision 3La forte intégration

des NTE dans le système électrique

Vision 4Les NTE au service de

l’exploitation locale des sys-tèmes électriques intelligents

Visions de déploiement à long terme

Déploiement et rôle des nouvelles technologies de l’énergie

Niveau d’implication de la maille localepour l’exploitation

des systèmes

27. Services liés à la gestion énergétique et la protection du domicile.28. Nouveaux gestionnaires d’installations de stockage dispersées, capables de concevoir et d’offrir des services énergétiques aussi bien à des clients, en aval, qu’à des acteurs clés comme les gestionnaires de réseaux électriques, en amont.29. Ces mécanismes, qui concernent les distributeurs d’énergie et/ou les entreprises de vente d’énergie au détail, obligent ces entités à répondre à un objectif cumulé d’économie d’énergie au stade de l’utilisation finale. Cet objectif, selon les textes, « doit être au moins équivalent à la réalisation (...) de nouvelles éco-nomies d’énergie correspondant à 1,5 %, en volume, des ventes annuelles d’énergie aux clients finals ».30. Contribution de l’ADEME à l’élaboration de visions énergétiques 2030/2050, http://www2.ademe.fr/servlet/getDoc?sort=-1&cid=96&m=3&id=85536&ref=14148&nocache=yes&p1=111


18/19

4.3.1. Vision 1 : le développement du système électrique dans un objectif de mutualisation

A l’instar de la situation actuelle, l’architecture du système électrique reste sur un modèle centralisé avec une maille d’exploitation au niveau national. A cela s’ajoute une diffusion ciblée des nouvelles technologies de l’énergie, quasi exclusivement orientées réseau.

Il n’y a pas de modification majeure du système électrique et de son architecture. Les outils et infrastructures de gestion et de pilotage des réseaux sont de plus en plus performants et réactifs. Leur pilotage et plus généralement l’ex-ploitation des systèmes est assuré majoritaire-ment à un niveau national avec une implication très faible des territoires.

Le développement des énergies renouvelables se traduit prioritairement par la construction de parcs de moyenne et grande taille et reste dans une logique « d’injection de l’électricité produite sur les réseaux » à l’échelle nationale. L’optimisation de la localisation et du dimen-sionnement de ces sites de production se fait à l’échelle nationale, notamment dans un objectif de mutualisation des atouts de chaque région et de ses ressources énergétiques (vent, enso-leillement, etc.).

Les bâtiments à haute efficacité énergétique sont presque uniquement perçus comme des dispositifs de production d’énergie renouve-lable variable. De la même façon, la mobilité électrique est majoritairement vue comme un dispositif consommateur d’électricité : les inte-ractions entre infrastructures de charge et ré-seau se limitent à des outils d’optimisation de charge pour limiter les contraintes sur le réseau.

Ces systèmes électriques intelligents limitent l’émergence de nouveaux acteurs (opérateurs de flexibilité, de stockage, gestionnaires de la demande…), agréés par les gestionnaires de réseaux. Ces acteurs conçoivent et proposent avant tout des services aux gestionnaires de réseaux.

Le recours au stockage se fait en grande partie via du stockage de masse (adossé aux installa-tions décentralisées de production) et des uni-tés spécifiquement dédiées aux services réseau.

Les investissements portent prioritairement sur de nouvelles infrastructures de réseaux, en par-ticulier sur le renforcement du réseau de trans-port pour favoriser les échanges énergétiques transfrontaliers et les mutualiser à une échelle transnationale : mise en œuvre de supergrids (interconnexions, lignes à courant continu haute tension, notamment enterrées et sous-marines) pour favoriser les échanges énergé-tiques continentaux (surtout Europe et Afrique du Nord).

Les consommateurs sont très peu impliqués ; les informations mises à leur disposition restent peu nombreuses et les outils déployés ne leur permettent pas de participer activement à la gestion et au pilotage des systèmes électriques intelligents et de leur équilibre.

Dans cette vision, les systèmes électriques intel-ligents sont avant tout l’affaire des acteurs éner-gétiques classiques et se traduisent en priorité par le déploiement de solutions techniques sur les réseaux.

4.3.2. Vision 2 : le territoire à la re-cherche de son optimum énergétique

Cette vision fait l’hypothèse d’une importante évolution en matière de décentralisation élec-trique, sans toutefois observer un déploiement étendu des nouvelles technologies de l’énergie dans la chaîne de valeur.

La maille locale est fortement impliquée dans l’exploitation des systèmes électriques intelli-gents, notamment en matière de gestion des équilibres. Les territoires, et leurs instances, deviennent des acteurs à part entière dans la chaîne de valeur et dans la gouvernance ; ils coordonnent la mise en œuvre de systèmes électriques intelligents territorialisés à diffé-rentes échelles (bâtiments, quartiers, villes – commune ou communauté de communes –, département, région) et assurent également l’interface avec la maille nationale.

A l’instar de la vision précédente, les nouvelles technologies de l’énergie restent majoritaire-ment orientées réseau. Même si le dévelop-pement des énergies renouvelables et de la production décentralisée s’effectue dans une démarche territoriale, il reste toujours dans une logique d’injection simple sur le réseau électrique.

Des efforts et investissements importants sont faits sur le réseau de distribution pour facili-ter son pilotage (et permettre la gestion des équilibres) et atteindre des objectifs ambitieux d’efficacité énergétique du réseau.

Comme dans la première vision, l’émergence de nouveaux acteurs reste limitée en raison de la pénétration modérée des NTE ; cepen-dant, cette territorialisation de la gestion des systèmes permet à certains acteurs (existants ou nouveaux) de proposer des offres adaptées aux contraintes et attentes locales.

Dans cette vision, les systèmes électriques in-telligents se traduisent concrètement par des territoires à la recherche de leur optimum énergétique, ciblant en priorité leurs réseaux de distribution ; les territoires interagissent également avec la maille nationale et chaque territoire gère ses interconnexions avec ses voisins. Ces territoires adoptent une stratégie à plusieurs mailles pour améliorer l’efficacité énergétique, notamment du réseau de distri-bution, au niveau des bâtiments, des quartiers (production et stockage pour le quartier), des villes (stratégie de la commune ou de la com-munauté de communes).

4.3.3. Vision 3 : la forte intégration des NTE dans le système électrique

Dans cette vision, les NTE sont fortement dé-ployées et intégrées sur l’ensemble du système électrique et participent, à différents échelons, à son exploitation. Cependant, l’architecture et la maille d’exploitation ont peu évolué.

L’ensemble des nouvelles technologies (pro-duction énergétique renouvelable, mobilité électrique, bâtiments à haute efficacité énergé-tique) participe activement au fonctionnement des systèmes électriques intelligents et s’insère dans une vision systémique : au-delà d’une inte-raction simple avec le réseau, elles participent à la gestion des équilibres, au pilotage du réseau et sont fortement sollicitées pour assurer la sta-bilité et la fiabilité du système.

En matière d’exploitation, c’est la maille natio-nale qui assure la gestion des équilibres ou les différentes étapes de pilotage du système élec-trique. L’échelon local est peu impliqué.

Cette architecture et ce système de fonction-nement (« supervision nationale ») font appel à de nombreux outils et technologies (TIC) pour permettre la gestion et le pilotage à l’échelle nationale de ce système complexe. L’éventua-lité d’un système complètement numérique piloté par un nombre d’acteurs restreint à une échelle nationale, voire européenne, est envi-sageable.


20/21

Cette forte demande en matière de supervi-sion et d’outils de pilotage à une maille natio-nale favorise l’émergence de nouveaux acteurs énergétiques en matière d’offres de technolo-gies, de composants et de services innovants. Par ailleurs, pour assurer un pilotage qui reste centralisé, on observe des besoins importants en matière d’agrégation d’informations (don-nées fines et précises notamment en aval du compteur). Les solutions de stockage déployées sont multiples : centralisé, décentralisé et diffus.

Le consommateur est impliqué par le biais des technologies aval compteur, mais le gestion-naire de réseaux reste omniprésent.

4.3.4. Vision 4 : les NTE au service de l’exploitation locale des systèmes électriques intelligents

A l’instar de la vision précédente, les nouvelles technologies de l’énergie se sont déployées sur l’ensemble de la chaîne de valeur, et sont for-tement sollicitées dans la gestion de l’équilibre du système global. En parallèle, l’échelon local est impliqué dans l’exploitation des systèmes électriques intelligents.

L’architecture de gestion du réseau évolue et favorise l’implication de la maille locale pour l’exploitation des systèmes. Une politique éner-gétique locale est définie puis mise en œuvre, en tenant compte des interactions avec les ter-ritoires environnants et la maille nationale. Dans cet objectif, les unités de production d’énergie renouvelable, les infrastructures associées à la

MV

HV

LV

Echanges d'informations entre les différentes briques technologiques des systèmes électriques intelligents

Projet1 10/02/10 8:06 Page 1

©A

DEM

E/P.P

.&A

./Scr

ipto

ria

LV (basse tension), MV (de moyenne tension) et HV (haute tension)

mobilité électrique, les bâtiments à haute effi-cacité énergétique (allant de l’échelle de la mai-son à celle du quartier, voire de la ville) sont mis à contribution pour assurer la gestion des équilibres et pour augmenter l’intelligence du système électrique intelligent territorial. Les TIC sont intégrées à l’ensemble de la chaîne de valeur et notamment en aval du compteur pour favoriser la participation active des diffé-rents utilisateurs.

Différents types de clusters énergétiques émergent, avec la possibilité d’être imbriqués en « poupées russes » à différents niveaux.

La politique énergétique nationale tient compte des démarches, initiatives et politiques locales et de l’utilisation de nouveaux outils (législatifs ou techniques) apparus dans les territoires. Dans cette dynamique et afin de favoriser ces initiatives locales, les territoires doivent avoir une meilleure connaissance de leurs réseaux de distribution d’électricité (typologie, fonction-nement…).

Il y a des besoins importants de nouveaux services et d’outils TIC dédiés énergie (effica-cité énergétique, gestion, pilotage…) sur les réseaux de distribution, notamment pour gérer la demande à l’échelle des clusters et des terri-toires énergétiques.

Le nombre important d’acteurs privés (de toutes tailles) qui proposent des services éner-gétiques via différents types d’applications, de services et d’outils énergie/TIC, participe au dé-ploiement des systèmes électriques intelligents.

Tous types de stockage sont déployés selon les besoins et les attentes des différentes usagers et acteurs.

L’usager joue un rôle primordial notamment dans le déploiement des TIC en aval du comp-teur. Il est responsabilisé par la mise en œuvre de politiques de sensibilisation, mais également par la mise à disposition d’information sur sa consommation, celle de son quartier, du terri-toire. Il est impliqué dans la gestion de l’électri-cité (production, consommation) au niveau de son territoire. Dans cette vision, l’usager contri-bue et participe activement à l’exploitation de ces systèmes en allant jusqu’à vendre des ser-vices directement sur les marchés.

©Schéma d’après Direct Energie


22/23

Pour accompagner et favoriser l’évolution des systèmes élec-triques, il convient d’identifier clairement les verrous à lever puis de les traduire en priorités de recherche et en besoins d’accompagnement et d’orientation de projets.

5 Verrous

Les verrous sont des points de blocage impor-tants, à lever pour accompagner le dévelop-pement de la filière. Ils sont de nature éco-nomique, technologique, réglementaire ou sociétale, et peuvent apparaître séparément ou conjointement. Leur identification résulte de l’analyse de l’environnement de la filière des systèmes électriques intelligents.

Différentes initiatives européennes ou interna-tionales dédiées aux réseaux électriques intel-

5.1. Verrous technologiques

Les principaux verrous technologiques peuvent être regroupés en quatre catégories :

• Architecture et planification de réseaux : apports d’outils et de techno-logies innovantes déployées sur le système électrique pour anticiper l’évolution de son environnement, notamment en termes d’aug-mentation des capacités d’accueil d’énergies renouvelables, de dimensionnement ou bien d’évaluation des gisements de valeur.

• Intégration des nouvelles techno-logies de l’énergie : évolution du maté-

ligents ont publié des agendas de recherche et des feuilles de route et ont identifié un certain nombre de verrous et priorités. Leur ventilation est envisagée selon les types d’acteurs sollicités (ou à mobiliser) ou selon des familles d’activi-tés couvrant l’ensemble de la chaîne de valeur (voir en figure 4 un exemple des catégories de recherche et d’innovation identifiées par l’initiative européenne sur les réseaux électriques EEGI31).

riel électrique existant sur le réseau électrique pour le faire cohabiter avec un ensemble de nouvelles technologies numériques et ré-pondre à des enjeux environnementaux et d’efficacité énergétique.

• Exploitation des systèmes : ensemble de moyens techniques et méthodologiques permettant de mieux observer le réseau électrique et d’améliorer sa gestion et son exploitation.

• Activités transversales : activités qui concernent la chaîne de valeur dans son en-semble.

31. European Electricity Grid Initiative: initiative européenne initiée en 2010 dans le cadre du SET-Plan (plan stratégique européen pour les technologies énergétiques) et qui bénéficie d’un financement dédié de la Commission européenne sur des priorités de recherche et d’innovation identifiées dans leur feuille de route.

TSO Clusters

Join

t R

&I a

ctiv

ities DSO Clusters

Grid architectureAsset managementPower technologiesNetwork operationMarket design

Network Planning and asset managementIntegration of smart customersIntegration of DER and new usesNetwork operationsMarket design

Figure 4 : activités de recherche et d’innovation pour la feuille de route de l’EEGI (TSO : gestionnaire de réseaux de transport ; DSO : gestionnaire du système de distribution).

32. Il convient de distinguer compatibilité et interopérabilité : la compatibilité est une notion verticale qui fait qu’un outil peut fonctionner dans un environnement donné en respectant toutes les caractéristiques alors que l’interopérabilité est une notion transversale qui permet à divers outils de pouvoir communiquer (quand on sait pourquoi et comment ils peuvent fonctionner ensemble).33. IP : Internet protocol. Ces protocoles de transmission de l’internet servent à intégrer un nombre croissant d’utilisateurs, d’applications, d’équipe-ments divers et de services.

Architecture et

planification de réseaux

• Manque d’outils d’architecture et de planification (systèmes d’information de téléconduite, traitement des données, gestion de la puissance réactive, estima-teur d’état local, architecture de communication, détection de défauts, instru-mentation…) adaptés à l’évolution de l’environnement des réseaux et plus précisément à l’ensemble des objets et usages qui risquent d’impacter leur dimensionnement (mobilité hydride rechargeable ou électrique, bâtiments à haute efficacité énergétique…) ; manque de méthodologies de quantification des nouveaux usages (potentiels de flexibilité côté demande, comptage des délestages, reports et rebonds de charge…)

• Manque de méthodologies d’évaluation des coûts et bénéfices du déploiement des fonctions d’analyse, de monitoring et de contrôle à différents niveaux du système (plus ou moins centralisés)

Intégration des nouvelles technologies de l’énergie

• Manque d’adaptation des équipements actuels de réseaux de distribution à un réseau en constante évolution (endurance mécanique des interrupteurs, régleurs en charge, transformateurs…)

• Faible miniaturisation des équipements et absence de mutualisation des équi-pements intelligents

• Manque d’interopérabilité et de compatibilité32 entre les équipements en aval du compteur

• Equipements en aval du compteur énergivores• Manque de fiabilité, de sûreté et coût élevé des solutions de stockage• Différence d’échelle entre la durée de vie relativement courte des technologies

de l’information, de plusieurs mois à quelques années, et celle des infrastructures électriques, qui est de l’ordre de plusieurs dizaines d’années

Exploitation des systèmes

• Complexité de gestion des organes répartis sur l’ensemble de la chaîne pour répondre à divers objectifs : gestion de la consommation et de la production locale, du stockage, auto-alimentation, auto-configuration du réseau, mainte-nance…

• Hausse des consommations énergétiques liées aux infrastructures TIC (ser-veurs, data center…)

• Difficulté d’analyse et de traitement d’un grand nombre d’informations dans des temps relativement courts (notamment pour le pilotage des usages diffus)

• Vulnérabilité des systèmes liés à l’intégration des technologies IP33 dans les ré-seaux (CPL G3, cloud pour les données)

• Manque d’outils et de technologies pour permettre la gestion et le pilotage de réseaux locaux

• Manque d’outils d’optimisation et de stratégie de contrôle commande• Complexité du pilotage de la charge des véhicules électriques qui doit intégrer

les contraintes des utilisateurs en limitant l’impact sur le plan de la tension et sur l’équilibre offre-demande

Activités transversales

• Manque de transmission de données entre les différents acteurs et échelons géographiques

• Besoin de maîtrise de la sûreté de fonctionnement dans le temps :– Le niveau de sécurité informatique du système électrique doit être propor-

tionné aux enjeux techniques (souplesse, réactivité, robustesse…), écono-miques et sociaux

– Le système électrique, s’il est lié à un réseau numérique, doit être protégé d’une éventuelle attaque sans diminuer sa réactivité et sa souplesse

– La sécurité globale et la résilience du système doivent être assurées dans le cadre d’un rapprochement fort des technologies de réseaux électriques et des TIC

5.2. Verrous à caractère réglementaire et économique

5.3. Verrous à caractère sociétal

Tarification

• Complexité du lien entre tarification et maîtrise de la demande électrique : quelle tarification pour inciter les actions de MDE ?

• Niveau de rémunération de la flexibilité pour promouvoir l’offre de services de flexi-bilité, les solutions de stockage…

• Compétitivité comparée des technologies de production (à service identique) et des systèmes énergétiques à coûts complets

• Pas de vision des coûts globaux pour la collectivité

Modèles d’affaires

• Modèles d’affaires peu, voire pas adaptés aux :– Equipements apportant de la valeur à toute la chaîne, et pas uniquement à

l’investisseur– Services proposés par les différentes parties prenantes (notamment en raison

d’une difficulté d’évaluation de leur valeur)

Réglemen-taire

• Standardisation permettant l’échange de données entre parties prenantes, dans le respect de la confidentialité et des règles de sécurité des réseaux, et qui per-mettent d’offrir les meilleurs services au moindre coût

• Décalage entre les règles actuelles de partage des coûts et des bénéfices (tari-fication des services) entre acteurs (notamment entre acteurs régulés et déré-gulés), en intégrant les externalités, et les évolutions de l’environnement des systèmes électriques (y compris les nouveaux usages)

Adhésion et adoption

• Compréhension des enjeux énergétiques globaux et individuels• Adhésion autour des nouveaux équipements et services • Niveau d’appropriation par les foyers d’équipements éventuellement pilotables

par des acteurs tiers ; adoption d’équipements parfois complexes• Pédagogie avant, pendant et après le déploiement des nouveaux équipements

et systèmes

Utilisation

• Problèmes d’ergonomie :– Interfaces homme-machine très peu développées, design des équipements

et services– Complexité du dispositif d’information à destination des utilisateurs (dès lors

qu’il combine conseils d’usage, informations décisionnelles et incitations)• Capacité à inscrire les changements de comportement dans la durée

Diffusion

• Précarité conduisant une part importante des ménages à privilégier la dé-connexion du réseau malgré le risque d’inconfort plutôt qu’à souscrire à des contrats qui, même s’ils sont avantageux, les engagent sur la durée

• Inertie d’usage variable entre logements qui peut conduire à des avantages différenciés notamment dans l’habitat collectif

• Difficulté à coordonner un modèle industriel de développement avec des concep-tions territoriales, communautaires ou locales de la mutualisation énergétique


24/25

6 Priorités de rechercheDe façon cohérente avec les verrous préalablement identifiés, les thématiques de recherche jugées prioritaires par les experts sont ventilées en trois catégories :

• les priorités de recherche à caractère technologique,

• les priorités de recherche à caractère économique et réglementaire,

• les priorités de recherche concernant les sciences humaines et sociales.

6.1. Priorités de recherche à caractère technologique

A l’instar des verrous technologiques, les priorités de recherche sont réparties en quatre catégories :

Architecture et

planification de réseaux

• Améliorer et concevoir de nouveaux outils de planification des réseaux élec-triques permettant d’augmenter de manière locale leur capacité à intégrer des ENR, mais également d’anticiper l’augmentation prévue du nombre de véhicules électriques et la construction de nouveaux bâtis de type basse consommation ou à haute efficacité énergétique

• Développer des outils de prévision à la fois de la demande et de la production renouvelable variable pour permettre un pilotage des réseaux plus fin et amé-liorer la connaissance des gisements de flexibilité

• Concevoir des architectures de réseaux innovantes permettant de limiter les pertes sur le réseau ainsi que les coûts de renforcement et de raccordement

Intégration des nouvelles technologies de l’énergie

• Développer des équipements pour les consommateurs (résidentiel, tertiaire et industriel), sobres énergétiquement parlant et permettant une plus grande réactivité

• Augmenter la robustesse des équipements, notamment aux aléas climatiques, et leur résilience

• Développer des équipements intelligents commandés et monitorés de type plug and play

• Permettre la compatibilité entre le compteur communicant et les équipements environnants en amont et en aval (infrastructure de communication et données)

• Développer les composants nécessaires à la gestion de systèmes combinant courant continu et alternatif : amélioration des disjoncteurs à courant continu en haute tension, contrôle commande permettant d’exploiter des réseaux maillés à courant continu interconnectés avec les réseaux alternatifs…

• Améliorer les semi-conducteurs et l’électronique de puissance : diélectriques, carbure de silicium (SiC)…

• Contribuer à l’interopérabilité en aval du compteur• Développer des équipements et services intégrant le multi-énergies (électricité,

chaleur, gaz…)• Assurer l’interaction entre véhicules électriques ou hybrides rechargeables et le

réseau : concevoir des outils et technologies capables de gérer simultanément des contraintes de mobilité (mode de recharge, gestion dynamique…) et de réseau (production ENR locale, services système…)

Exploitation des systèmes

• Gestion et pilotage des réseaux– Déployer des capteurs et organes de coupure en réseaux téléopérables– Conduire en temps réel ou quasi réel des réseaux de distribution et des

usages : développer les outils et technologies qui améliorent la gestion du réseau sous contraintes (estimation d’état, automatisation des manœuvres de reprise, géolocalisation des défauts, réglage de tension…)

– Améliorer et développer des technologies adaptées pour la gestion de ré-seaux maillés à très haute tension et/ou à courant continu

– Développer de nouvelles stratégies de contrôle commande des réseaux• Gestion de la flexibilité décentralisée

– Concevoir des systèmes de gestion des réseaux permettant de valoriser la flexibilité des charges, des producteurs locaux et du stockage (électrique ou thermique)

– Développer des algorithmes pour anticiper la déformation des courbes de charge (au moment du service de flexibilité mais aussi du report ou rebond de consommation34)

– Gestion et pilotage de micro-grids : outils d’exploitation et de pilotage de réseaux locaux, outils permettant l’îlotage35 d’une partie du réseau, interfaçage réglementaire avec les opérateurs de réseaux

• Intelligence des systèmes– Augmenter l’intelligence du réseau : les instruments numériques et l’intero-

pérabilité (entre les réseaux régis par des normes différentes) doivent per-mettre d’augmenter la fiabilité, la sécurisation et le débit d’informations entre les acteurs du système

– Développer une maintenance prédictive des instruments : suivi du vieillisse-ment des matériels, d’anticipation et de détection, localisation des pannes sur les réseaux, gestion et traitement des données, fonctionnement en temps réel. Assurer l’interopérabilité des logiciels et des composants

34. Tout ou partie des gains énergétiques liés à l’introduction d’une technologie ou d’un dispositif plus performant peut être annulé par des évolutions de l’usage desdites technologies ou des biens et services les incorporant (consommation accrue, report de consommation).35. L’îlotage permet de faire fonctionner un îlot (partie d’un réseau incluant générateurs et charges) de façon déconnectée du réseau.


26/27

©RT

E/Va

ness

a C

olom

bel -

Disp

atch

ing

régi

onal

à S

aint

-Que

ntin

-en-

Yve

lines

(78

)

6.2. Priorités de recherche à caractère économique et réglementaire

Activités transversales

• Développer des interfaces permettant des transmissions optimisées d’informa-tion entre les différents acteurs du système électrique

• Assurer la sécurité et la fiabilité des systèmes électriques (cyber-sécurité et défense contre l’intrusion…), des logiciels de gestion, des données ; assurer la sécurité de transmission des données et la prévention des intrusions dans les systèmes de pilotage centralisés et locaux

• Permettre la prévention des black-out, optimiser la gestion des black-starts36 et une coordination optimale entre les gestionnaires de réseaux, gérer les marges et redondances assurant le bon niveau de fiabilité

• Développer des méthodes d’évaluation du bilan énergétique et environnemen-tal (y compris CO2 et aspect sécurité) global de la MDE dynamique incluant toute la couche TIC (évaluation des gains directs apportés par le contrôle actif des charges au regard de la consommation énergétique induite pour l’ensemble des moyens mis en œuvre et des risques liés à la technologie)

• Concevoir des outils de simulation technico-économique des systèmes élec-triques (production, distribution, charge) permettant de simuler leur fonction-nement, d’extrapoler les résultats de projets de démonstration à différents environnements et d’évaluer l’impact de différents modèles économiques. Ces outils doivent permettre de simuler les différentes intelligences à l’œuvre, les flux d’information et la couche électro-technique du système électrique

• Assurer la complémentarité entre les différents réseaux urbains (gaz, froid, chaleur, électricité, eau) et exploiter les possibles synergies entre vecteurs énergétiques

Outils technico-

économiques

• Gérer les actifs : optimiser la durée de vie de composants critiques pour les réseaux existants et futurs

• Développer de nouvelles solutions technico-économiques de valorisation de l’électricité renouvelable (consommation de tout ou partie de l’autoproduction, services dans le cas d’un réseau sous contraintes ou en surcharge)

• Etudier la faisabilité technico-économique, le bilan énergétique et environne-mental d’un réseau courant continu en basse tension en aval du compteur pour le domestique et le tertiaire

• Outils de comparaison des coûts globaux des scénarios énergétiques

Tarification

• Définir des mécanismes incitatifs pour motiver les utilisateurs à participer aux opérations de MDE, définir des mécanismes de soutien incitant à la flexibilité

• Concevoir et développer des outils et mécanismes de marché ou de tarifica-tion des services qui accompagnent la mise en œuvre efficace et optimale de systèmes électriques avec de forts taux de pénétration des énergies renouve-lables ; définir des systèmes tarifaires pour la fourniture et l’acheminement

• Concevoir des outils de marché innovants pour les services système et la ges-tion de l’équilibre, incluant notamment la gestion active de la demande

36. Redémarrage sans alimentation électrique extérieure et réapprovisionnement progressif des utilisateurs du réseau.


28/29

6.3. Priorités de recherche concernant les sciences humaines et sociales

Modèles d’affaires

• Concevoir des modèles d’affaires et des dispositifs de marché innovants pour permettre un déploiement massif d’opérations de MDE et de dispositifs d’ac-compagnement associés

• Développer des modèles organisationnels et d’affaires permettant d’accompa-gner les collectivités dans une dynamique de prise en main de leur « territoire énergétique »

• Concevoir des modèles d’affaires et de marché pour les agrégateurs et les entreprises de services énergétiques à l’échelle du territoire, voire du quartier

• Développer des modèles d’affaires innovants (Virtual power plant, stockage distri-bué et maîtrise de la demande pour des applications domestiques) pour accom-pagner l’intégration des systèmes de stockage

• Développer des modèles d’affaires adaptés à la mobilité électrique, concevoir des offres tarifaires incitatives pour promouvoir une optimisation de la charge (véhicules électriques, véhicules hybrides rechargeables) et favoriser l’engage-ment de l’utilisateur ; mécanismes de marché pour le Vehicle to Grid37 (V2G) ou Vehicle to Home38 (V2H)

Réglemen-taire

• Etudes de modèles d’organisation de marché : articulation entre les modèles d’af-faires retenus (temps réel, ouvert à tous les acteurs…) et les choix réglementaires (prise en charge des dépenses d’économie d’énergie par la collectivité, tarification progressive, dispositifs sociaux, prix locaux…)

Permettre l’adoption

• Préciser, comprendre et analyser les réactions des utilisateurs face à l’adoption de nouvelles solutions

• Concevoir l’accompagnement nécessaire des utilisateurs (information, forma-tion, suivi et aide) lors du déploiement des différentes technologies en termes d’intérêts et d’utilisation

Faciliter l’utilisation

• Ergonomie :– Améliorer et développer les interfaces homme-machine ; travailler sur le de-

sign des équipements et services pour faciliter leur utilisation et leur adoption– Faciliter l’accès et l’utilisation des outils (équipements en aval du compteur),

simplifier ces outils complexes et éventuellement chronophages pour l’utili-sateur final

• Concevoir des dispositifs d’information simples et adaptés à destination des différents utilisateurs

• Suivre l’adoption et l’utilisation des NTE dans le temps et apporter l’accompa-gnement nécessaire aux utilisateurs afin qu’ils puissent atteindre les niveaux de MDE permis par ces technologies

Augmenter la diffusion

• Identifier et analyser les processus de diffusion de ces innovations : quels sont les processus de gouvernance qui rendent possible le déploiement de ces sys-tèmes ? Quelles sont les nouvelles formes d’organisation nécessaires à leur bon fonctionnement ?

37. Utilisation des batteries des futurs véhicules électriques, lorsqu’ils sont en stationnement et branchés au réseau de distribution, comme réservoir d’énergie.38. Partage mutuel d’énergie entre les véhicules électriques ou hybrides rechargeables et les bâtiments.

www.ademe.fr www.ademe.fr

ADEME20, avenue du GrésilléBP 90406 49004 Angers Cedex 01

L’ADEME en bref

L’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de

l’Energie (ADEME) participe à la mise en œuvre

des politiques publiques dans les domaines de

l’environnement, de l’énergie et du développe-

ment durable. Afin de leur permettre de pro-

gresser dans leur démarche environnementale,

l’agence met à disposition des entreprises, des

collectivités locales, des pouvoirs publics et du

grand public, ses capacités d’expertise et de

conseil. Elle aide en outre au financement de

projets, de la recherche à la mise en œuvre et

ce, dans les domaines suivants : la gestion des

déchets, la préservation des sols, l’efficacité

énergétique et les énergies renouvelables, la

qualité de l’air et la lutte contre le bruit.

L’ADEME est un établissement public sous la

tutelle du ministère de l’Écologie, du Dévelop-

pement durable et de l’Énergie et du ministère

de l’Enseignement supérieur et de la Recherche.

Réf

: 76

51 I

ISBN

978

-2-3

5838

-331

-8 I

Déc

embr

e 2

013

IC

rédi

t Pho

to :

Cou

vert

ure

©M

EDD

E/La

uren

t Mig

naux

- C

entr

ale

Sola

ire P

hoto

volta

ique

- 20

09Im

prim

é su

r pa

pier

eco

labe

l ave

c de

s en

cres

vég

étal

es.

KOSS

UT

H C

omm

unic

atio

n

Documents

Systèmes électriques intelligents - ADEME · réseaux électriques, conduit à privilégier le déploiement des technologies de Smart Grid plutôt que le remplacement et le renforcement