Les technologies dites intelligentes offrent la possibilité de maintenir et d’améliorer la fiabilité et l’efficacité du réseau de distribution électrique de façon tout à fait incroyable. Pour ce faire, ces technologies innovantes utilisent des données en temps réel pour équilibrer le flux d’électricité tout en gérant l’offre et la demande. Seulement, cela n’est pas toujours possible dans les zones reculées ou les régions où les sources d’énergie renouvelables sont fluctuantes. Les populations des montagnes, par exemple, sont confrontées à des problèmes très spécifiques en matière d’approvisionnement en électricité. Dans ces zones particulières, les réseaux électriques existants sont souvent trop peu développés, car l’installation et l’entretien d’infrastructures électriques sont des opérations très onéreuses sur des terrains en forte pente dans des zones généralement soumises à de fortes variations de température et des conditions météorologiques extrêmes. C’est justement dans de telles circonstances que les microréseaux peuvent faire la démonstration de tout leur potentiel. Ces systèmes électriques localisés peuvent intégrer directement des sources d’énergie renouvelables, ce qui offre au réseau local une plus grande flexibilité et une meilleure résilience dans des zones ne bénéficiant que d’un accès limité au réseau de distribution ou dont l’alimentation électrique centrale est peu fiable.

Dans cet article, nous allons voir de quelle façon les microréseaux s’intègrent dans le paysage des technologies de réseau intelligent, mais nous nous intéresserons aussi à leur capacité à transformer nos systèmes électriques, à intégrer des sources d’énergie renouvelables et à ouvrir la voie à un avenir plus durable. Pour conclure, nous vous livrerons quelques considérations sur la voie à suivre pour voir ces solutions innovantes se généraliser partout dans le monde.

Les limites des réseaux électriques classiques

Dans un écosystème énergétique en pleine évolution, les grands réseaux électriques classiques à structures centralisées sont poussés à leurs limites. Ils se présentent sous la forme de réseaux de distribution unidirectionnels où l’électricité (généralement issue de sources d’énergie fossiles ou nucléaire) est acheminée sur de longues distances à l’aide de lignes à haute tension. Bien que ce système soit efficace pour ce qui est de distribuer le courant, il lui manque la flexibilité et l’efficacité nécessaires pour assurer un avenir durable. Il a notamment pour défaut de ne posséder qu’une capacité de communication réduite, ce qui entrave la surveillance et l’optimisation en temps réel. En outre, son incapacité à stocker de l’énergie pose de sérieux problèmes pour ce qui est de l’intégration des sources d’énergie renouvelables dont le rendement est variable. Enfin, les réseaux classiques fonctionnent uniquement en fonction de la demande, ce qui n’offre que peu de marge de manœuvre sur les modes de consommation et l’expose à un risque de surcharge en cas de pic de consommation.

Les réseaux intelligents à la rescousse

Les réseaux intelligents sont à même de révolutionner l’approvisionnement en électricité, car ils offrent la possibilité de transformer le flux unidirectionnel des réseaux classiques. Pour ce faire, ils reposent sur un canevas de compteurs intelligents, de capteurs, de systèmes de contrôle et un système de communication bidirectionnel afin de collecter des données en temps réel sur la consommation électrique et l’état du réseau. Des algorithmes sophistiqués analysent les données collectées pour optimiser la consommation d’énergie, réduire à un minimum les pertes et prédire les fluctuations de la demande. Contrairement aux systèmes classiques donc, les réseaux intelligents sont capables d’intégrer de manière transparente des sources d’énergie renouvelables comme le solaire ou l’éolien. Ce faisant, ils posent les bases d’un système de distribution d’énergie électrique plus durable et plus fiable.

Les microréseaux, une solution localisée

Les réseaux intelligents constituent une avancée significative dans la gestion des systèmes de transport d’énergie à grande échelle. Toutefois, leur étendue peut poser des problèmes de complexité et de coût, en particulier lorsqu’ils doivent recouvrir des zones géographiques dispersées. De plus, l’intégration de sources d’énergie renouvelables, dont le rendement est variable, peut perturber l’équilibre précaire entre l’offre et la demande sur des réseaux étendus et nécessite dès lors de mettre à niveau toute l’infrastructure en vue de garantir la stabilité du réseau de transport.

Dans cette optique, les microréseaux offrent une solution convaincante avec une approche plus décentralisée de la production et de la distribution d’électricité. Contrairement aux réseaux intelligents tentaculaires, les microréseaux sont des systèmes de transport d’électricité autonomes à portée locale. Le regroupement localisé de sources et de charges électriques peut fonctionner indifféremment connecté au réseau électrique centralisé classique (le macroréseau) ou déconnecté de celui-ci, en « mode îloté » ou autonome. Cette structure « locale » rend les microréseaux particulièrement adaptés pour alimenter les populations isolées et leur permet d’assurer une certaine indépendance énergétique de manière fiable et efficace. De plus, en rapprochant le point de production des points de consommation d’électricité, les microréseaux réduisent mécaniquement les pertes d’énergie associées au transport et à la distribution de courant sur de longues distances. Les microréseaux peuvent intégrer diverses sources de production d’énergie, notamment des énergies renouvelables comme le solaire ou l’éolien, mais aussi des systèmes de cogénération, des batteries et d’autres formes de stockage d’énergie. Grâce à ce mix énergétique, les microréseaux sont en mesure d’assurer la distribution d’électricité même en cas de panne sur le réseau principal, d’améliorer l’efficacité énergétique et même de réduire les coûts.

Où sont les microréseaux ?

Différents contextes justifient de la mise en place de microréseaux. On en retrouve ainsi aussi bien sur des sites industriels complexes que dans des bases militaires ou des campus universitaires, mais aussi dans des communautés rurales et des lieux reculés. Ils sont particulièrement prisés dans des zones où le réseau principal n’est pas fiable ou lorsque le contexte impose de fortes exigences en matière de sécurité et de qualité de l’énergie distribuée. Les microréseaux permettent aux populations isolées de faire un pas vers l’indépendance énergétique et favorise le développement économique de la région, car ils réduisent, voire éliminent, le recours à des importations d’électricité coûteuses et souvent moins fiables. De plus, dans les zones où aucune infrastructure de réseau n’est déjà présente, les microréseaux constituent une solution viable et rentable pour l’électrification et, ce faisant, le développement de l’économie locale ainsi que de secteurs tels que l’éducation et la santé.

Enfin, les microréseaux sont également utilisés comme systèmes d’alimentation de secours pour les infrastructures critiques. Les hôpitaux, les commissariats de police et les aéroports, par exemple, ont besoin d’une alimentation électrique ininterrompue pour assurer la continuité des services essentiels. À cet effet, les microréseaux offrent une solution fiable. Équipés de batteries ou de générateurs, ils interviennent de manière transparente en cas de panne de réseau pour garantir que les installations critiques restent opérationnelles même en cas de panne du réseau principal.

La prise en charge des sources d’énergie renouvelables grâce aux microréseaux

Les sources d’énergie renouvelables sont la promesse d’un avenir propre et durable, mais elles ont l’inconvénient d’être fluctuantes en raison de leur dépendance aux conditions météorologiques. Que ce soit avec les parcs éoliens en l’absence de vent ou les panneaux solaires en période de faible ensoleillement, une alimentation de secours s’avère nécessaire. À cette fin, les systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) constituent une option intéressante. Ces systèmes captent l’excédent d’électricité éolienne ou solaire produit durant les pics de production afin de les réinjecter durant les périodes de faible production. Les microréseaux peuvent dès lors s’appuyer sur les BESS pour stocker de l’électricité issue de sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire, éolienne ou marémotrice. Cette approche renforce la résilience du réseau de distribution électrique en ayant recours à une source d’énergie propre plus fiable pour réduire la pression sur le réseau principal, en particulier pendant les pics de demande. De plus, ces systèmes de batteries permettent aux microréseaux de fonctionner de manière autonome en cas de panne sur le réseau principal et participent à assurer la continuité des services critiques même en cas de pannes généralisées.

Ce qui rend les microréseaux encore plus prometteurs, c’est qu’il est possible de les installer à des endroits stratégiques leur permettant de tirer le meilleur parti des différentes sources d’énergie disponibles et de les utiliser ensuite localement avec une efficacité optimale. Pour illustrer ce propos, prenons l’exemple d’un projet de construction de 3 000 foyers dans un environnement montagneux. Prolonger les lignes électriques, construire des sous-stations en altitude et étudier quelles sous-stations existantes sont capables de supporter la charge sont des opérations coûteuses et de longue haleine. En comparaison, les microréseaux sont des systèmes beaucoup plus intelligents, car ils font office de réseaux miniatures capables de générer de l’électricité et d’en gérer la distribution localement. L’utilisation d’unités terminales distantes (RTU) et de systèmes de contrôle et d’acquisition de données (SCADA) permet d’assurer une surveillance et un contrôle renforcés, tout en garantissant un niveau de sécurité plus élevé grâce au contrôle localisé. Parce qu’ils sont capables de fonctionner de manière autonome, les microréseaux sont aussi moins tributaires du réseau de distribution principal, ce qui réduit les risques. Cependant, les microréseaux reposent sur une technologie et des stratégies opérationnelles complexes qui exigent la mise en œuvre de systèmes électroniques sophistiqués, de systèmes de contrôle et de solutions de gestion de l’énergie pour assurer une production d’électricité optimale et une utilisation efficace des ressources tant en mode connecté qu’en mode îloté.

La puissance des bardeaux solaires

Les microréseaux offrent également une opportunité intéressante d’exploiter des solutions innovantes telles que les bardeaux solaires. Cette solution est mise en œuvre sur des bâtiments existants. Il est donc inutile de créer de nouvelles infrastructures ou de trouver des terrains où implanter de grandes fermes solaires. La généralisation des microréseaux offre la possibilité d’accélérer la transition énergétique en transformant les toits en centrales électriques miniatures, et ce, sans infrastructures supplémentaires pour accueillir les panneaux solaires. On observe actuellement un intérêt grandissant pour les microréseaux communautaires. Il s’agit notamment de créer des microréseaux à l’échelle de quartiers ou de complexes résidentiels mettant en commun leurs installations solaires et leur capacité énergétique. Les microréseaux contribuent à réduire les coûts d’électricité grâce à une utilisation plus efficace de l’énergie et en permettant aux consommateurs de produire leur propre électricité, ce qui a pour effet de réduire le besoin d’acheter de l’électricité sur le réseau de distribution classique. Chaque nouvelle construction dotée de bardeaux solaires offre l’occasion d’accroître le nombre de microréseaux communautaires pour partager l’excès d’énergie, augmenter la résilience et créer un système électrique plus autonome.

Les défis associés à l’adoption généralisée des microréseaux

La route vers un avenir énergétique durable est jalonnée d’écueils. Les tracasseries réglementaires constituent souvent un frein pour acheminer l’électricité librement à travers le réseau là où on en a besoin. De plus, certaines infrastructures existantes peuvent elles aussi entraver l’adoption généralisée de sources d’énergie renouvelables. Cependant, des solutions innovantes comme les microréseaux permettent de créer un écosystème énergétique plus efficace et adaptable.

Les microréseaux offrent à des populations entières la possibilité d’exploiter une énergie propre tout en réduisant leur dépendance aux réseaux de distribution classiques et en leur ouvrant la voie vers l’autonomie énergétique. Leur capacité à stocker localement l’excédent de production électrique permet de réduire au strict minimum la dépendance des utilisateurs aux sources d’énergie externes et de pallier les limites de l’infrastructure réseau actuelle. Il existe toutefois un risque de sous-utilisation des microréseaux si l’on se concentre uniquement sur leurs fonctionnalités essentielles. Ces systèmes localisés présentent un immense potentiel pour la gestion avancée de l’énergie, notamment l’équilibrage intelligent de la charge, l’optimisation en temps réel des sources d’énergie renouvelables et l’intégration transparente avec les solutions de stockage d’énergie. Ainsi, même si l’utilité des cadres réglementaires demeure indéniable, leur mise à jour s’avère aussi laborieuse qu’indispensable.

L’avenir de l’approvisionnement énergétique durable

À l’avenir, les microréseaux pourront servir de blocs de construction dans un paysage énergétique plus résilient avec une meilleure distribution. L’intégration de diverses sources d’énergie renouvelables et de systèmes avancés de gestion de l’énergie ouvre le champ des possibles pour un approvisionnement en énergie plus propre et plus fiable qui soutiendrait en outre la lutte contre le changement climatique. Les microréseaux pourraient interagir de manière transparente avec un réseau principal plus intelligent et plus réactif. Grâce à sa capacité d’équilibrer en temps réel l’offre et la demande, cet écosystème interconnecté permettrait une utilisation optimale des sources d’énergie renouvelables et une réduction maximale de la dépendance aux centrales électriques classiques. Dans l’ensemble, les microréseaux constituent une approche polyvalente et pérenne de la production et de la distribution d’électricité s’inscrivant dans le cadre des objectifs mondiaux en matière de durabilité, de résilience et de développement économique.