Les smart grids au service de la smart city

schéma des smart grids

L’optimisation des consommations d’énergie des bâtiments, ainsi que des émissions de GES passe par une digitalisation des processus d’analyse des besoins et de distribution d’énergie. On a alors vu apparaître le terme de smart grids qui s’est généralisé en 2005 et a été mis en place par la Commission Européenne de la plateforme technologique. Les smartgrids concernent l’exploitation des quartiers et le développement de la smart city. Mais représentent également un champ important de décarbonation du secteur de la construction et de l’exploitation des bâtiments. Mais qu’est-ce que des smart grids ? Comment sont-ils crées et comment fonctionnent ils ? C’est ce que nous allons voir dans cet article.

Qu’est-ce que des smart grids ?

Selon la Commission de régulation de l’énergie un smart grid désigne « un réseau d’énergie qui intègre des technologies de l’information et de la communication, ce qui concourt à une amélioration de son exploitation et au développement de nouveaux usages tels que l’autoconsommation, le véhicule électrique ou le stockage
Le principe repose alors sur la mutualisation des besoins en énergie entre des immeubles, dont certains ont la capacité de produire des énergies renouvelables ou fatales.

Concrètement, ce sont, par exemple, des immeubles de bureau ou de logement, dont les besoins et les productions sont différents au cours de la journée, de la semaine, voire même de l’année. L’idée est donc de connecter ces immeubles les uns aux autres pour qu’ils aient la capacité de pouvoir s’échanger de l’énergie en fonction de leurs besoins.

Comment fonctionnent les smart grids ?

Cela passe donc par l’installation de capteurs et de dispositifs de régulation des appareils de chauffage et des équipements électriques dans chaque bâtiment. Que ce soit à un niveau fin, logement par logement, voire même pièce par pièce, ou encore poste de travail par poste de travail dans le domaine des constructions tertiaires (les bâtiments occupés par des entreprises, associations ou administrations).

Le pilotage de cette régulation s’opère principalement grâce au numérique et aux nouvelles technologies développées. Le recours au numérique dans le bâtiment étant de plus en plus développé, en particulier dans le tertiaire au travers des processus de gestion centralisée des bâtiments. Grâce à celle-ci, il est désormais possible de gérer les consommations d’énergie, mais aussi d’optimiser les émissions de GES par un arbitrage en temps réel dans le recours entre les différentes sources d’énergies disponibles. Cet arbitrage se fait notamment en fonction de leur niveau de carbone émis, par exemple dans le cas de la production d’énergie renouvelable directement sur site. Le numérique joue bien évidemment aussi un rôle dans l’optimisation du stockage de l’énergie dans tous les cas d’autoconsommation d’énergies renouvelables. Cela permet ainsi d’économiser globalement de l’énergie, et donc de pouvoir décarboner les bâtiments durant toute leur phase d’utilisation.

Quels exemples de smart grids mis en place ?

Bouygues Immobilier et Bouygues construction, filiales du groupe Bouygues, un des acteurs majeur du secteur du BTP en France, a anticipé ces transformations en lançant il y a plusieurs années une stratégie ambitieuse s’articulant autour de l’innovation et du développement durable. Qui le permet ainsi de passer d’un positionnement de promoteur immobilier et constructeur pure player à celui de développeur-opérateur urbain. Notamment avec leur premier projet en la matière, le Green Office Meudon, un bâtiment inauguré en 2011. Ce bâtiment destiné à des fins tertiaires produit 69,7 kilowattheures (kWh) d’électricité par mètre carré par an, pour une consommation de 65,2 kWh/m²/an et affiche une réduction de ses émissions de CO2 de 400 tonnes par an par rapport à un immeuble de bureaux classique.

Ces performances ont pu être obtenues grâce à une centrale photovoltaïque et à une chaudière à cogénération biomasse fonctionnant à base d’huile végétale, qui produit simultanément de la chaleur et de l’électricité. Il leur est alors paru naturel de mutualiser les flux d’énergie entre divers bâtiments, qui remplissent différentes fonctions. Les logements et habitation consomment plutôt le soir et le week-end alors que les bureaux quant à eux consomment (et dans une moindre mesure produisent) de l’énergie, plutôt durant la journée et en semaine. De l’immeuble, ils sont ainsi passés à l’échelle de l’îlot urbain, puis à celle du quartier. Produisant donc des bâtiments avec un impact carbone moins important dans le calcul global de leur ACV.

Vers des bâtiments de plus en plus intelligents ?

Un bâtiment construit pour être véritablement « intelligent » va utiliser la technologie numérique pour avoir une meilleure efficacité énergétique, ainsi qu’une meilleure résilience. Ainsi, la construction de bâtiments intelligents repose donc sur leur capacité à intégrer et faire converger différentes technologies pour qu’elles puissent interagir comme un ensemble cohérent.

Notamment grâce au BOS pour Building Operating System qui fonctionne par une multitude de capteurs positionnés sur les structures, et qui sont un outil de gestion puissant, d’analyse et de pilotage des données pour faire des bâtiments des plateformes de services intelligentes, centrées sur les usages, responsables et performantes économiquement. Avec notamment les lots techniques centralisés dans un système informatique appelé Gestion Technique du Bâtiment (GTB) qui ont chacun leurs spécificités propres.