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Revue 172 - Le compteur intelligent, enfin intelligent ?

Articles Revue TELECOM

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10/04/2014


Le compteur intelligent,


enfin intelligent ?





par Rémi SHARROCK et Robin DESPOUYS dans la revue TELECOM n° 172


Il est temps pour les compteurs des particuliers (électrique, eau, gaz) de passer à la génération suivante : la génération “intelligente”. Vous avez dit “intelligent” ?



















Quels services seront réellement ajoutés suite à la pose généralisée dès cette année 2014 de 35 millions de compteurs électriques “nouvelle génération” Linky par ERDF - qui coûtera 7 milliards d’euros d’après le PDG d’EDF ? Les mêmes questions peuvent se poser pour les compteurs nouvelle génération Gazpar pour le gaz et  iPERL pour l’eau.

Tout d’abord, n’oublions pas qu’un compteur est destiné à visualiser une grandeur, une quantité dans une unité précise. Les compteurs électriques actuels, déployés dans les foyers français, sont soit électromécaniques (on voit les fameux disques tourner proportionnellement à l’énergie consommée), soit électroniques avec affichage numérique LCD. Ils permettent de visualiser les consommations instantanées et cumulées en heures pleines / heures creuses (moins chères) avec généralement comme unité le kilowattheure kWh.

Contrairement à ce que l’on pourrait croire, cette fonctionnalité fondamentale (visualisation cumulée ou en temps réel) n’est pas accessible pour l’usager final, c’est à dire le consommateur, dans une large proportion. En effet, selon l’ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) “la majorité des compteurs électriques (environ 17 millions) n’étant pas installée dans le lieu de vie actuellement, la lecture des consommations ne peut pas être faite de manière aisée.”


Photo de mars 2009 de «Linky», le compteur électrique «communicant» pour les foyers « appelé à remplacer les 35 millions de compteurs électriques équipant les foyers français [Alain Jocard / AFP/Archives]


Bien entendu, cette fonctionnalité n’a pas été pensée en premier lieu pour les consommateurs mais bien pour les fournisseurs voulant contrôler et facturer les usagers proportionnellement à leurs consommations. Que ce soit pour les anciens ou nouveaux compteurs électroniques, un agent doit toujours venir relever physiquement le compteur périodiquement pour que le fournisseur puisse établir des factures de la consommation réelle (des factures estimées sont établies entre les relevés réels). Même les compteurs électroniques avec “relevé à distance” nécessitent le déplacement d’un agent au pied du logement, il n’a cependant pas besoin d’entrer dans le logement mais simplement d’interroger un boîtier extérieur (une sorte de prise de lecture avec liaison filaire vers le compteur électronique dans le logement).

 

Le compteur Linky, intelligent mais pour qui ?

Le nouveau compteur Linky se promet “de rendre intelligent le réseau électrique”. Cette “intelligence” promise est-elle profitable pour le fournisseur d’électricité ? Mais surtout, est-elle également profitable pour l’usager, consommateur final d’électricité, en comparaison des compteurs électriques actuels ?

Du côté des usagers, le compteur est placé au même endroit que le précédent, un affichage dans le lieu de vie n’est pas imposé, ce qui pose toujours le problème d’accès à la visualisation sur le compteur lui-même. L’ADEME a conduit une évaluation des bénéfices pour l’environnement du compteur Linky, et a conclu que le gain réel en économie d’énergie pour le consommateur n’était pas prouvé, ce qui est notamment dû à cette difficulté d’accès au compteur et donc à l’affichage pour l’usager. Néanmoins, Linky est capable de se connecter à un affichage déporté dans le lieu de vie, comme cela se fait pour les compteurs d’autres pays, une option qui est payante pour l’usager. Ceci favoriserait une meilleure prise de conscience de l’impact environnemental : les expériences étrangères comme celle du Royaume Uni ont montré qu’une meilleure connaissance de sa consommation directement dans le lieu de vie contribuait à mieux la maîtriser.

Une solution alternative à un affichage déporté est la visualisation de la consommation électrique au jour le jour, sur Internet, via une interface web disponible sur ordinateur, tablette ou smartphone, mais ce service sera également payant pour l’usager. Un avantage est la suppression des facturations estimées : toutes les factures seront basées sur les consommations réelles. En effet, Linky étant un compteur communicant, il peut envoyer les relevés sans l’intervention physique d’un agent. Les CPL (Courants Porteurs en Ligne) sont utilisés pour transmettre l’information sur les lignes électriques elles-mêmes vers les transformateurs qui relaient l’information vers le centre de supervision d’ERDF. Une liaison radio (GPRS) est également disponible pour transmettre et recevoir sur les réseaux des opérateurs mobiles. Linky peut également recevoir des ordres depuis le centre de supervision pour la mise en service d’un nouvel abonnement ou le changement de puissance maximale sans qu’un agent se déplace (contrairement aux compteurs actuels). De plus, les compteurs actuels ne peuvent régler cette puissance maximale que par palier de 3 kVA alors que Linky permet des paliers de 1kVA.

Un autre avantage pour l’usager est la prise en compte des énergies renouvelables dans le réseau électrique, en contribuant à gérer l’intermittence de la production d’électricité de ces sources d’énergie et à mieux suivre et facturer la production d’électricité décentralisée (à l’échelle des logements).

Les avantages côté fournisseur d’après ERDF sont la suppression des coûts liés eux relevés physiques par des agents; la détection des pannes pour un rétablissement plus rapide du réseau (profitable pour l’usager également); la réduction des fraudes (controversée par des chercheurs allemands qui ont réussi à pirater récemment le compteur Linky).
 

Notre vision du compteur enfin intelligent

Au delà de ces simples avantages, le groupe de recherche S3 (Systems, Software and Services ) au sein du département Informatique et Réseaux de Télécom ParisTech travaille sur une vision avant-gardiste des services et usages dans le cadre des futures villes intelligentes. Voici quelques éléments de notre vision concernant les compteurs du futur “vraiment” intelligents.

La présence dans la maison d’une interface de contrôle tactile et d’une visualisation avec une ergonomie adaptée à l’usager pourrait être un point d’interaction non seulement entre le consommateur et le fournisseur, mais également entre les consommateurs eux-mêmes. Par exemple des informations pertinentes seraient fournies sur la consommation électrique de l’usager et des conseils personnalisés seraient proposés pour économiser de l’énergie (palier standard avec informations de consommation globales, palier intermédiaire avec des informations détaillées par équipement, palier évolué avec une assistance personnalisée automatisée ou humaine). De nouveaux modes de collaborations directement entre voisins sont envisageables à la manière des réseaux sociaux ou de la consommation collaborative.

En supposant qu’il existe un accès possible à une analyse détaillée de la consommation : par équipements, par durées, par usagers dans le foyer, nous nous intéressons aux nouveaux services qui pourraient en émerger. Nous soulevons aussi l’impact positif que pourrait avoir l’affichage de la consommation électrique avec une unité plus parlante pour les usagers tels que l’Euro à la place du Watt. Cet affichage en unité monétaire est déjà utilisé dans certains pays et les usagers disent comprendre mieux leurs dépenses énergétiques avec ce procédé.

Suite aux récents progrès du domaine de recherche de l’informatique autonomique, les concepts d’agents autonomiques coordonnés pourraient s’appliquer aux futurs compteurs. Ces agents seraient capables de gérer en collaboration avec les humains et les autres agents les éléments les plus énergivores d’un habitat afin d’optimiser leur consommation.

L’optimisation par ces agents artificiels est également possible à d’autres échelles que celui d’un seul logement. Par exemple à l’échelle d’un immeuble, d’un quartier ou d’une ville. Ces agents artificiels peuvent être vus comme des compteurs intelligents capables de se coordonner entre eux grâce à des protocoles, afin de lisser la courbe de consommation du quartier pour éviter la surcharge du réseau électrique (les fameux pics de consommation).


 

Système de contrôle des appareils domestiques par Gira [www.gira.com]


Une publication de 20101 introduit un protocole de coordination novateur, basé sur la théorie des jeux, qui permet à des compteurs répartis dans un quartier d’interagir et de planifier avec un degré d’autonomie configurable le fonctionnement des équipements énergivores de chacune des maisons.

Le papier compare un modèle de facturation individualiste (modèle actuellement proposé) avec un nouveau modèle de facturation collaboratif basé sur la consommation globale du quartier. Il prouve mathématiquement qu’il y a une corrélation entre le taux de coordination des compteurs intelligents (i.e. le ratio entre le nombre de compteurs participant à la collaboration et ceux n’y participant pas) et la diminution de la facture d’électricité pour chaque usager. Un des résultats important de ces expérimentations montre que cette diminution de la facture n’implique pas une diminution de la consommation globale du quartier mais simplement une meilleure répartition de la consommation dans le temps. Reste donc les questions encore ouvertes de l’acceptabilité d’une facturation collaborative; des modalités pédagogiques de sensibilisation des usagers à leur impact environnemental ainsi que l’acceptabilité par les principaux fournisseurs d’électricité. ERDF a-t-il effectivement un intérêt à chercher à diminuer la consommation globale tel qu’avancé dans son slogan “L’énergie est notre avenir, économisons-la” ?

1/Mohsenian-Rad, A,Vincent WSWong. Juri Jatsevich, Robert Schober, and Alberto Leon-Garcia. "Autonomous Demand-Side Management Based on Game-Theoretic Energy Consumption Scheduling for the Future Smart Grid" IEEE Transactions on 1, n°3(2010):320-331

Les auteurs
 


Rémi Sharrock
 est un enseignant-chercheur en systèmes répartis large échelle au sein du département Informatique et Réseau de Télécom ParisTech. Il est ingénieur réseaux Télécom de l’INSA de Toulouse et a obtenu son doctorat de l’Institut National Polytechnique de Toulouse en 2010. Il s’intéresse aux limites technologiques et conceptuelles induites par le passage à l’échelle des grand systèmes informatiques (grid computing, cloud computing, smart grids...). Le domaine de recherche de prédilection dans cette thématique est l’informatique autonomique qui propose des solutions à ces problématiques (patrons architecturaux, algorithmes, protocoles et modèles).





Robin Despouys
 est diplômé d’un Master en Informatique spécialité Réseaux, Systèmes et Mobilité de l’Université de Bordeaux 1. Il est actuellement doctorant en Informatique au sein de l’équipe S3 (Systems, Software and Services) du département Informatique et Réseaux (INFRES) de Télécom ParisTech. Sa thèse est encadrée par Isabelle Demeure (1983) et Rémi Sharrock. Ses travaux portent sur la modélisation d’architectures de systèmes autonomiques et sur des problématiques d’auto-organisation entre agents artificiels.

 

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