L'INTERNET DE L'ÉNERGIE SORT DES LABOS

Distribué, dynamique, réactif, autocicatrisant... Le bon vieux réseau électrique se transforme petit à petit en « web » de l'énergie.

C'est une bonne vieille maquette de réseau, datant des années 1970. Plantée de pylônes et de centrales miniatures en carton-pâte, elle trône dans l'un des laboratoires d'informatique de l'Institut technologique royal de Suède (KTH), à Stockholm. Ici, sur une plate-forme de recherche baptisée Smarts Labs, chercheurs en informatique et en électricité tentent de modéliser un pilotage intelligent du réseau électrique, sous la direction du professeur Luigi Vanfretti. But de leurs recherches ? Réussir à transformer nos vieux réseaux électriques, unidirectionnels et fermés, en un système dynamique, distribué et ouvert. En clair, ils ambitionnent de constituer un véritable internet de l'énergie, un smart grid.

Routeurs et datacenters

Pour bien comprendre le changement en cours, il faut imaginer que notre système électrique, constitué de lignes, de postes de contrôle et de transformateurs, intégrera demain des équipements télécoms comme les routeurs, des datacenters, des supercalculateurs, des logiciels de simulation, des bases de données... Il deviendra communicant et le chantier est gigantesque. D'autant plus que, si internet s'est construit serveur par serveur, lien par lien, le smart grid, lui, ne peut reproduire cette politique des petits pas. Il doit se construire à partir des systèmes existants. Revenons au Smarts Labs à Stockholm. Pour mieux comprendre les réactions de nos bons vieux réseaux à la greffe du logiciel, les équipes suédoises testent, sur leur réseau miniature, de multiples équipements télécoms. Depuis le printemps, c'est le travail du simulateur mis au point par la filiale française de l'éditeur canadien Opal RT Europe. Sur deux supercalculateurs, un logiciel rejoue inlassablement le comportement d'un vrai réseau de transmission. Le système reproduit virtuellement, en temps réel, les échanges d'informations et les actions entre le réseau et ses équipements, au composant près. Les chercheurs en ingénierie électrique simulent des incidents et observent la réaction autonome du réseau. De leur côté, les informaticiens testent leurs moteurs d'analyse de données ou leurs outils de datamining sur différentes topologies de réseaux (en étoile, en anneau, etc.).

Mais « aujourd'hui, l'urgence, c'est de rendre le réseau de distribution communicant ! », lance Roberta Bigliani, directrice EMEA de recherche sur l'énergie chez IDC. C'est aussi ce que souhaite l'Agence internationale de l'énergie (IEA) dans sa feuille de route technologique, publiée fin 2010. L'IEA insiste sur le besoin de collecter les données en aval mais alerte sur la complexité de la démarche, en raison du très grand nombre de noeuds du réseau de distribution. Une des pistes de recherche consiste à utiliser le réseau électrique pour transporter les données. La technique existe déjà avec le courant porteur en ligne (CPL). Mais elle n'est efficace que sur de courtes distances. Une autre solution serait de doubler le réseau de fibre optique mais les coûts sont prohibitifs. Reste la voie du sans-fil. Si certaines équipes travaillent sur des protocoles Wi-Fi, les chercheurs de KTH testent entre autres des équipements 4G Ericsson pour relier deux transformateurs.

Un déluge de données

Comme le Web, les smart grids brasseront des informations par milliards de gigaoctets. « Les dernières évolutions des systèmes de pilotage remontent jusqu'à 50 mesures par seconde. Nous serons bientôt à 200 », insiste Luigi Vanfretti, responsable du Smarts Labs. Pour interpréter ce déluge de données et pouvoir gérer efficacement le smart grid, labos et industriels développent des logiciels spécifiques. Les chercheurs tentent aussi de mettre au point des robots logiciels inspirés de ceux de la finance ou du moteur de recherche de Google. C'est la piste retenue par le projet CRISP, financé par l'Union européenne et chapeauté par le Centre de recherche sur l'énergie des Pays-Bas. Il vient d'aboutir au logiciel PowerMatcher, qui devrait être déployé dès cette année. Conçu pour un réseau intégrant énergies renouvelables, pompes à chaleur et véhicules électriques, certains développements ont été pris en charge par le GIE français IDEA (EDF, INPG, G2ELab, Schneider Electric).

Les éditeurs d'outils de datamining, comme SAP, Oracle ou encore IBM (Cognos) sont aussi entrés dans le jeu. SAP devrait décliner dès septembre son Raptor pour l'analyse de données issues des compteurs intelligents. Oracle Utilities Network Management System entend aller plus loin et modéliser le faisceau d'informations concernant le réseau de distribution (incidents, production provenant des énergies renouvelables locales, etc.) pour guider son pilotage.

Mais toute médaille a son revers. Plus on transforme ce bon vieux réseau électrique, peu communicant, mais donc peu vulnérable, en internet de l'énergie, plus on le rend sensible aux virus, chevaux de Troie et autres cyber-attaques. L'affaire Stuxnet a contribué à interpeller le secteur sur ce sujet. Cette attaque malveillante a été dirigée contre des équipements de contrôles Siemens, qui servent entre autres pour le contrôle de centrales électriques. Les éditeurs spécialisés, comme Symantec, travaillent donc à l'adaptation de leur antivirus et de pare-feu à l'internet de l'énergie. Problème : les mises à jour. Les systèmes de contrôle du réseau de transmission, encore souvent propriétaires, supporteraient assez mal le rythme quotidien auquel l'informatique est habituée.

Dernier point mais non des moindres : pour parler de smart grids, il faut des compteurs réellement communicants, capables de remonter des informations précises sur le comportement du consommateur. Et là, le bât blesse. Les expérimentations et déploiements de compteurs sont légions mais les résultats loin d'être convaincants. Les Italiens, avec Enel, ont tiré les premiers dès le début des années 2000. Un peu trop tôt. ERDF a essuyé les déboires que l'on connaît avec ses Linky, plus communicants qu'intelligents. Quant à Microsoft et Google, avec leurs projets respectifs de suivi de la consommation Hohm et PowerMeter, ils ont jeté l'éponge. C'est une évidence que de le rappeler, mais pour utiliser internet, il faut pouvoir y naviguer. Et en matière d'énergie, le pendant d'un Internet Explorer capable de lire le comportement de ses internautes électriques reste à découvrir !