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De l’autoconsommation au Smart Grid, une gestion intelligente s’impose

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De l’autoconsommation au Smart Grid, une gestion intelligente s’impose

Centrale de production photovoltaïque mise en place par le SMTC (Syndicat mixte des transports en commun) de Clermont-Ferrand (63), en toiture du centre de maintenance du tramway. (Doc. Ademe/Roland Bourguet.)

Rieul Techer,a intégré l’Ademe (1) en 2011. Il a défini et animé des programmes de Recherche & développement, ainsi que de démonstration sur les thématiques du stockage thermique, du solaire thermique et du solaire thermodynamique.

Stockage d’énergie

CTB : Lorsqu’il est question de stockage d’énergie, est spontanément évoqué le stockage d’électricité, mais jamais le stockage de chaleur. Votre sentiment ?

En effet, on a tendance à penser uniquement à l’électricité et à oublier le stockage de chaleur, notamment dans le Bâtiment. Mon constat, pourtant, est que le stockage thermique devrait être le premier secteur sur lequel travailler. Comparativement à d’autres pays, la France développe très peu de systèmes de stockage d’énergie appliqués aux bâtiments. Énergie électrique ou thermique.

Stockage d’électricité

CTB : Quels sont les pays à la pointe dans ce domaine ?

Le Japon est très en avance sur les systèmes de stockage d’électricité, surtout depuis la catastrophe de Fukushima. Le pays déploie une offre de batteries sodium/soufre en vue d’une autoconsommation de l’électricité, ainsi qu’une réduction des pics de consommation. Si en France, ce type de système n’est pas en développement, plusieurs projets démonstrateurs mettant en jeu des batteries électriques sont néanmoins en cours dans les îles (Corse, Réunion, Guadeloupe).

CTB : Et l’Allemagne ?

L’Allemagne est un peu moins en retard que la France sur le stockage d’électricité… Ce pays a développé une politique incitative visant à l’intégration des énergies renouvelables dans le bâtiment, l’auto-consommation et l’écrêtage des pointes.

CTB : Ne faudrait-il pas, comme en Allemagne, une politique incitative favorisant stockage et auto-consommation d’énergie ?

L’Ademe n’a pas de position publique sur ce sujet, même si elle étudie le possible déploiement de méthodes de stockage. En l’état, la réglementation n’y est pas favorable. Prenons l’exemple d’un gestionnaire de stockage, dont l’installation est éloignée des sites de production.
Ce gestionnaire devra s’acquitter deux fois du Turp (Tarif d’utilisation du réseau public de distribution d’électricité) : une fois lors de l’acheminement de l’électricité vers le site de stockage ; une seconde fois lors de l’injection de cette électricité vers le réseau.
Il n’existe pas encore de modèle d’affaires propice au développement de tels opérateurs.

CTB : N’est-il pas possible de se passer de ces gestionnaires de capacités de stockage ? L’intégration de capacités de stockage dans les bâtiments ne serait-elle pas suffisante pour assurer une bonne gestion du réseau ?

Selon moi, il serait effectivement difficile de se passer des gestionnaires de capacités de stockage. Se reposer uniquement sur du stockage diffus chez les particuliers me paraît peu réaliste.

CTB : Quid alors de l’idée selon laquelle l’autoconsommation favoriserait un meilleur équilibrage du réseau public de distribution ?

Les ménages équipés d’un système solaire photovoltaïque muni de batteries de stockage ne participeront pas à la pointe de consommation et contribueront à la résorber en partie. Mais la problématique du stockage doit être considérée de façon plus large. Les systèmes de stockage destinés aux particuliers sont une réponse à la gestion de la pointe, mais la gestion des capacités de production est également à prendre en compte. Car aujourd’hui, un champ d’éoliennes dont la production ne peut être évacuée est purement et simplement désactivé…

stockage de chaleur

CTB : L’édification de réseaux « communicants » ou « intelligents » est-elle une condition nécessaire à la viabilité des systèmes de stockage (électricité comme chaleur) ?

Les réseaux « intelligents » peuvent permettre une gestion et une régulation plus fines et optimales des flux énergétiques et donc du stockage. C’est donc un outil nécessaire au fonctionnement d’un système de stockage dans le cadre de son intégration au réseau et d’une valorisation optimisée de l’énergie. On peut, par exemple, considérer deux cas :
• le cas d’une autoconsommation où un système photovoltaïque est couplé à une batterie. « L’intelligence » du réseau résidera dans l’optimisation des fonctions de stockage, d’autoconsommation de l’électricité photovoltaïque, d’autoconsommation de l’électricité stockée ou encore, de vente de l’électricité. Du côté du consommateur, cela nécessitera de « l’intelligence » de gestion de son système. Du côté du réseau, il sera, entre autres, nécessaire de savoir qui « autoconsomme », quand et combien, afin de gérer au mieux les flux sur le réseau. Dans ce cas oui : si « intelligence » renvoie à gestion, régulation et information, alors le réseau intelligent est nécessaire au développement du stockage d’énergie dans le cadre plus large de l’intégration d’un nouveau système à la fois consommateur et producteur au réseau ;
• le cas de l’intégration d’un système de stockage d’électricité sur le réseau. Dans un souci de gestion optimale des flux (en fonction des arbitrages économiques de production d’un côté et de la nécessité de réduire les pointes de consommation de l’autre), « l’intelligence » sera nécessaire pour mettre en œuvre les stratégies de gestion du stockage.
On comprend donc que, typiquement, pour savoir quand stocker et déstocker, il faut des outils de gestion et de régulation pour une optimisation technico- économique des flux énergétiques sur le réseau. D’un autre côté, l’information tant à destination du consommateur qu’au gestionnaire de réseau, est essentielle dans le cadre de cette gestion, d’où l’essor utile des compteurs intelligents.
Pour autant, il peut se trouver des cas où le stockage est viable sans l’intégration d’une « intelligence » supplémentaire aux réseaux. Le stockage de chaleur intersaisonnier par exemple, qui vise à stocker la chaleur l’été pour la restituer l’hiver, ne demande pas nécessairement d’intelligence supplémentaire aux réseaux de chaleur ou bien aux bâtiments. Ce qui ne veut pas dire que des systèmes de régulation et de contrôle ne peuvent ou ne doivent pas être mis en place (domotique pour le bâtiment, compteur de chaleur ou autre système pour l’intégration de stockage intersaisonnier...).

CTB : L’Ademe pilote-t-elle des projets de stockage thermique ?

Un projet se met en place en Moselle (le projet Géostocal, à l’instigation d’un laboratoire mosellan, avec l’appui d’un partenaire industriel, sous la houlette de l’Agence nationale de la recherche. La chaleur est stockée dans une cuve souterraine de 700 m 3 contenant un mélange de terre saturée d’eau. Cette chaleur emmagasinée est chargée d’alimenter un petit réseau de chaleur, qui dessert une école ainsi qu’un hôpital.

CTB : La géothermie occupe-t-elle une place importante dans les projets de stockage de chaleur suivis par l’Ademe ?

À dire vrai, le stockage à l’aide de sondes géothermiques ne fait pas l’objet de beaucoup de projets de recherche, car il s’agit d’une technologie connue et mature. Les industriels sont en mesure de développer ce type de technologie par eux-mêmes.

Matériaux à changement de phase

CTB : Les matériaux à changement de phase participent-ils au stockage de chaleur ? S’agit-il d’une technologie mature ? Y a-t-il des projets de recherche sur cette thématique ?

Ce sont par essence des moyens de stockage de chaleur. Lorsqu’ils sont soumis à une variation de température (et donc un flux d’énergie), ces matériaux vont changer de phase (d’état), soit pour emmagasiner de la chaleur, soit pour en restituer. Est-ce qu’il s’agit de technologies matures ? Au vu de la diversité des matériaux, je dirais que certains sont mieux connus que d’autres et font d’ores et déjà l’objet d’applications dans le bâtiment, soit dans les murs, soit dans les vitrages. Donc, certaines technologies peuvent être considérées comme matures. Cependant, il reste encore des recherches à effectuer sur les mécanismes thermo-physiques régissant le comportement de ces matériaux, sur la gestion/régulation et le contrôle de leur comportement en conditions d’usages réelles et sur leur durabilité.

N°324

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