Smart Grid et Smart City
L’idée des réseaux et des villes intelligents repose sur la directive 27/2012 de l’UE, qui définit des objectifs et des opérations de réduction de la demande d’énergie (empreinte carbone) dans une multitude d’activités.
Ils partagent un certain nombre de caractéristiques communes :
Les villes et les réseaux intelligents font l’objet d’une promotion active parce qu’ils sont censés permettre de réaliser des économies. Cependant, ils sont également considérés comme nécessitant un investissement important en raison de la nécessité d’un internet à haut débit et des exigences de la génération « X » en matière de réseaux de transmission.
En outre, l’un des plus grands défis à relever pour assurer le succès des réseaux et des villes intelligents est la nécessité d’influencer le comportement des consommateurs, c’est-à-dire le comportement de la plupart des personnes et des familles.
L’objectif principal : L’influence comportementale
L’intersection minimale des deux concepts est donc claire. Il s’agit d’influencer le comportement des gens, l’objectif étant de réduire leur empreinte carbone, grâce à la communication. Nous pouvons ajouter un autre élément essentiel : la réduction de la consommation d’eau.
Afin de trouver des solutions efficaces à ces concepts, revenons au fondateur de la cybernétique, Norbert Wiener, qui a défini les processus de régulation de base dans les systèmes (vivants ou non). L’élément clé de cette régulation est la rétroaction, c’est-à-dire la mesure et l’information du système régulé.
Importance du retour d’information des consommateurs
Tous les projets font ressortir une évidence. Pour que l’homme puisse influencer activement son comportement économique, il doit disposer d’informations sur sa consommation au moins sur une base mensuelle.
Si le système de retour d’information est réalisé par le biais de dépôts mensuels réguliers accompagnés d’un relevé annuel, 98 % des clients ne vérifieront pas s’ils ont droit à un remboursement, ni même quel est le montant restant à payer. Ce principe s’applique à tous les médias.
En d’autres termes, si le client n’est pas impliqué dans le système de réduction de la consommation, les outils législatifs proposés n’atteignent pas leurs objectifs.
Défis en matière de transmission de données et de communication
Une autre expérience tirée des projets réalisés est la suivante : les informations qui ont une valeur informative importante ne sont pas nécessairement volumineuses en termes d’octets et de mégaoctets. Si la fréquence est augmentée de manière raisonnable, il est possible d’utiliser des canaux de données très lents pour leurs transmissions.
Les déploiements d’AMM en Europe ont révélé des problèmes liés à la couverture des signaux des opérateurs de télécommunications. Il a été prouvé qu’environ 15 % de la zone de couverture est totalement dépourvue de signal, et que 20 à 25 % de la zone a des niveaux de signal très instables, en fonction des conditions météorologiques. Cela signifie que près de 40 % de la zone de couverture est en permanence, ou souvent, sans signal. La raison en est simple : l’argent.
Vous ne pouvez pas croire les jolies cartes fournies par les opérateurs, où des « informations sur la couverture » sont communiquées. Le diable est dans les mots « couverture du signal à 100 % ». Les opérateurs oublient d’ajouter « selon la licence payée ».
Besoins en communication pour les réseaux et les villes intelligents
D’un point de vue économique, dans les zones à faible densité de population, il n’est pas possible de construire cette infrastructure et l’opérateur n’est pas obligé de couvrir toutes les zones. Il ne doit couvrir que la zone définie dans sa licence.
Nous pouvons dire que des concepts tels que le réseau intelligent et la ville intelligente se concentrent sur les médias et la consommation d’énergie liés aux activités humaines. Bien que la taille des informations reçues ne soit pas importante du point de vue des données, pour les transférer, nous avons besoin de canaux de communication robustes et largement déployés.
Il n’est pas nécessaire d’avoir un canal de communication à grande vitesse, mais il doit être disponible pour chaque activité humaine dont nous voulons réduire l’impact.
Le rôle des compteurs électriques intelligents
Les déploiements réalisés en vertu de la directive 27/2013 de l’UE comprenaient le déploiement aérien de compteurs électroniques intelligents (avec une communication PLC bilatérale) dans les foyers. À ce stade, le compteur électronique devient le tableau de distribution de la maison et concentre les informations mesurées à partir des supports utilisés pendant les activités et, par la suite (avec d’autres données sur les valeurs de puissance), les transmet à des systèmes supérieurs.
L’un des principaux avantages de ce système est qu’il est déjà partiellement construit. D’ici la fin de l’année 2020, il devrait être complètement achevé. Il n’est donc pas nécessaire d’investir de l’argent dans la construction de canaux de communication. En raison de l’influence des énergies renouvelables, des demandes pour que les compteurs électroniques fonctionnent comme un standard téléphonique domestique sont déjà en cours.
Étude de cas : Projet de compteurs intelligents en République tchèque
Prenons un cas réel en République tchèque. Dans le cadre d’un projet de 50 000 points de mesure, le système a été construit avec chaque compteur électronique résidentiel connecté à un récepteur qui lit les sorties des capteurs dans la maison (eau, chauffage et gaz) via Wireless M-Bus (voir figure 1).
Cette solution est très stable à long terme et n’a pas eu d’impact négatif sur les données transférées par le compteur électronique. En outre, elle a clairement montré qu’il n’est pas nécessaire de construire un autre canal de données dans le seul but de transmettre ces informations.
En outre, bien qu’il s’agisse d’une solution pilote, elle s’est avérée économiquement judicieuse dès le départ.
Conclusion : Un bonus inattendu ?
Malgré les défis posés par les infrastructures, le comportement des consommateurs et les réseaux de communication, la mise en place de réseaux et de villes intelligents reste une étape cruciale vers la réduction de l’empreinte carbone et l’optimisation de la consommation des ressources.
Des projets concrets, tels que l’initiative de la République tchèque sur les compteurs intelligents, démontrent que des solutions efficaces peuvent être à la fois techniquement réalisables et économiquement viables. Grâce aux progrès continus des technologies de communication et au soutien réglementaire, la vision de villes et de réseaux intelligents totalement intégrés peut devenir une réalité.