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29/04/2015

Les smart grids, au secours de la ruée vers l'or bleu

Cet article a obtenu le 5ème prix au concours étudiant Génération Energies sur le thème "Comment repenser le nouveau monde de l'énergie à partir des réseaux intelligents ?", organisé par Sia Partners et en partenariat avec RTE. Félicitations à Myriam Schwartz de Sciences Po Paris, auteur de cet article.

Il existe sur Terre une quantité d'eau douce finie. Selon les Nations Unies, un peu moins d'un cinquième1 de la population mondiale vit dans des zones de pénurie physique d'eau. Il n'y a qu'une seule approche possible pour la répartir au sein d'une population en pleine expansion : mieux l'utiliser. Des ressources d'eau douce bien gérées sont essentielles pour assurer des moyens d'existence de base et la stabilité économique et politique des pays en développement comme des pays développés. Dans ce contexte, suivant l'essor des smart grids pour les marchés de l'électricité et du gaz, la distribution de l'eau commence à développer des réseaux de plus en plus intelligents.

La Terre : vers une planète rouge ?

L'augmentation de la population mondiale engendre des besoins croissants du secteur de l'énergie. Les pressions sur les ressources d'eau douce ne cessent de s'intensifier, notamment pour la production d'électricité thermique (géothermie, nucléaire…) qui participe à hauteur de 80%2 à la production mondiale d'électricité. En Europe, 43%2 du total des prélèvements d'eau douce est imputable au refroidissement des centrales. La demande en énergie devant s'accroître, les besoins en refroidissement hydraulique iront croissantN1. L'eau douce se raréfie et selon l'UNESCO, sans une gestion intelligente, plus de 40 %2 de la population mondiale vivra en zone de stress hydrique sévère en 2050.

Nombreux sont les pays où la gestion des ressources d'eau douce est loin d'être optimale. Ainsi, dans le monde, 34%3 de l'eau injectée dans les réseaux de distribution est perdue du fait de fraudes ou de fuites, principalement dans les pays en développement. Dans les réseaux les plus performants, ces pertes atteignent 10%3.
Ainsi, en France, malgré un budget annuel de 11,8 milliards d'euros4 consacré à l'entretien des infrastructures des services des eaux, les pertes s'élèvent à 25%3. Cherchant à mettre en avant des solutions alternatives (notamment via les TICN2) le Grenelle de l'Environnement a porté l'accent sur l'utilisation efficace de la ressource hydrique. Les fuites des réseaux d'eau potable sont depuis soumises à une plus forte attention, avec l'obligation pour les acteurs du secteur de faire état de leurs réseaux.

Suivant cette logique, les pays (aussi bien en développe-ment que développés) ont deux solutions possibles : remplacer les infrastructures vieillissantes et/ou identifier les fuites et fraudes par la pose de points de relève télécommunicants.

Solutions envisagées pour réduire les pertes en eau

Ainsi, en France, malgré un budget annuel de 11,8 milliards d'euros consacré à l'entretien des infrastructures des services des eaux, les pertes s'élèvent à 25%

Le Smart Water Network : nouveau concept, nouveaux espoirs

Le Smart Water Network (SWAN) est un nouveau concept de gestion et repérage des fuites d'eau dans la maison comme dans le réseau de distribution via la télé-relève radio. Il permet de gérer la consommation en temps réel et de transmettre automatiquement ces données pour réduire les gaspillages. C'est en utilisant les TICN2 et en reliant des capteurs (smart meters) et le Deep ComputingN3 que le cycle de l'eau peut être analysé en permanence, à l'instar des compteurs électriques Linky de ERDF5 et des compteurs à gaz Gazpar de GrDF.

Alors qu'un quart6 des pays connaît des pénuries écono-miques d'eau dues au manque d'infrastructures néces-saires, la gestion via les smart meters est souvent plus facile à mettre en place que de nouvelles infrastructures. Dans les pays en développement où les pertes peuvent atteindre des taux extrêmement élevés, cette alternative apparaît à la fois comme une solution économique et très efficace. La mégapole de Mumbai, par exemple, perdait 50%7 de l'eau injectée. En 2010, la ville a donc investi $15 millions pour l'installation de 150 000 smart meters via la société Itron7. Les fuites ou les coupures du réseau ont ainsi pu être détectées. A l'issue des trois années de mise en service, les pertes ont été réduites de moitié, ce qui a augmenté la quantité d'eau disponible dans une ville en pleine expansion.

Cette solution s'applique aussi dans les pays développés, comme en France. Au rythme actuel le réseau de la région Centre sera renouvelé dans 361 ans8. Tirer parti des capacités des TIC dans le secteur de l'eau est un moyen intelligent de gérer et de protéger les ressources hydriques de la planète. Ce marché est estimé à 7,8 milliards de dollars en Europe d'ici 20209. Les distributeurs seront financièrement gagnants de par la suppression des coûts liés à la relève à pied et aux fuites détectéesN4.

Le consom'acteur, Shérif contemporain de l'or bleu

Par ailleurs, la vente de services adaptés au consommateur est un atout du concept de SWAN. En effet, la pérennité des distributeurs n'est plus la vente d'eau mais bien les services annexes qui seront proposés au con-sommateur afin de fidéliser la clientèle. Les SWAN sont prédisposés à ce changement de cap et de politique de vente de services de répartition des frais d'eau au sein des immeubles, grâce notamment aux réseaux sociaux. La création en 2011 de m2oCity10, filiale de Veolia eau et d'Orange, illustre ce tournant pour les consommateurs. Des services en ligne sous forme d'alerte e-mail ou de SMS permettent d'être informé en cas de fuite, de suivre et de comparer les consommationsN5. Le consommateur aura désormais la possibilité de faire de réelles économies, grâce notamment à la répartition des frais d'eau au sein d'un même immeuble.

Impact du SWAN dans le schéma de fonctionnement usuel du cycle de l'eau

L'augmentation de la population qui engendre des be-soins grandissant en énergie va accentuer l'usage des ressources en eau, déjà limitées. Le renouvellement des infrastructures étant trop couteux et trop lent, le SWAN est une solution qui a déjà fait ses preuves dans les pays en développement en réduisant les fuites et les gaspil-lages. Ce concept est aussi applicable dans les pays développés et bénéficie au distributeur comme au consommateur en offrant de nouvelles perspectives via une nouvelle gamme de services. Les atouts du SWAN sont nombreux tant d'un point de vue économique qu'écologiqueN6 aussi bien pour le distributeur que le consommateur quel que soit le niveau de développement du pays.

Exemples de projets de SWAN à l'échelle mondiale

Myriam Schwartz

PARCOURS
Myriam Schwartz est étudiante à Sciences Po Paris.

Notes:
N1. En 2010, l'IEA (International Energy Agency) a estime? à 15% les prélèvements d'eau destinés a? la production énergétique de part le monde. D'ici à 2035, ils pourraient connaître une hausse de 20%.
N2. Technologies de l'Information et de la Communication
N3. Le Deep Computing est le calcul à hautes performances et permet de faire face aux besoins en gestion de gros volumes de données
N4. Selon une étude menée par de Sensus, une entreprise spécialisée dans les solutions de comptage d'eau, les SWAN pourraient permettre aux opérateurs de réaliser des économies avoisinant les 12,5 milliards de dollars par an. Ce qui représente plus de 5 % des budgets des opérateurs, qu'ils pourraient ainsi réinvestir dans l'amélioration des réseaux et la préservation des ressources en eau.
N5. Un autre exemple de cette technologie est CreekWatch d'IBM. Les citoyens ont la possibilité d'indiquer l'état général des canalisations. Une expérience en Iowa a montré que la part d'implication des consommateurs ayant un portail web à leur disposition pour suivre leur utilisation d'eau pouvait réduire les pertes de 6,6%
N6. Le Grenelle II impose un rendement supérieur ou égale à 85% d'ici 2017.

Sources:
(1) Eliminer la pauvreté, ONU, 2008
(2) UN Water - Résumé? exécutif du WWdR 2014, UNESCO, 2014
(3) Smart Grids – CRE, CRE, 2014
(4) Une gestion de l'eau plus intelligente, IBM, 2014
(5) Vers une gestion intelligente des réseaux de gaz et d'eau, Actu-Environnement.com, 2011
(6) La gestion intelligente de l'eau, ITU News, 2015
(7) La gestion intelligente de l'eau, une solution pour préserver la ressource tout en générant des benefices, Energies & Environnement, 2013
(8) Opération Transparence, 60 millions de consommateurs, 2015
(9) Gestion de l'eau: à quand un compteur intelligent?, Les Echos, 2012
(10) La France commence à déployer des compteurs d'eau intelligents, GreenIT.fr, 2012

Génération Energies
Génération Energies, un concours étudiant créé par Sia Partners en partenariat avec RTE , ouvert à 18 Grandes Ecoles de Commerce et d'Ingénieurs et aux universités de 3 pays. Le thème de cette année invitait les étudiants à écrire des articles de type journalistique sur "Comment repenser le nouveau monde de l'énergie à partir des réseaux intelligents ?". Pour sa septième édition, le concours a de nouveau illustré l'importance pour les étudiants des enjeux liés à l'avenir du secteur de l'énergie. Après une remise des prix le mardi 24 mars en présence d'un jury prestigieux, les 10 meilleurs articles se sont partagés une somme de 6400€ et seront publiés sur le blog de Sia Partners.
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