Le monde de l’énergie électrique fait face à des changements structurels importants : les usages de l’électricité sont en constante augmentation et les enjeux climatiques imposent une augmentation de la part des énergies renouvelables dans la production (solaire et éolien).

Florence Ossart, professeure au Laboratoire de Génie Electrique de Paris (CNRS,  CentraleSupélec, Université Paris-Sud, Sorbonne Université), Hossam Afifi, professeur à Télécom SudParis et Jordi Badosa, chef de projet à l’École polytechnique au sein du Laboratoire de Météorologie Dynamique (CNRS, École polytechnique, ENS Paris-Saclay, Sorbonne Université) ont décidé d’unir leurs disciplines (énergie, télécom et météo) dans le but d’introduire les systèmes d’information dans les réseaux électriques pour faire communiquer ces deux mondes entre eux. L’Institut DATAIA leur offre un espace de travail pour concrétiser ce projet.

La « prosommation » : adapter les comportements des consommateurs à la ressource disponible au moment où elle est disponible

Le projet PEPER va étudier 3 notions qu’il va falloir faire collaborer pour créer un système équilibré pour une gestion efficace des énergies renouvelables : la production, la consommation et le stockage. Un premier objectif est de prédire la production d’énergie électrique d’origine renouvelable à partir de prévisions météorologiques, qui donnent par exemple le taux d’ensoleillement, la température, le vent…  et évaluer la qualité de ces prévisions. Ensuite, il faut étudier le comportement des utilisateurs pour parvenir à prédire leur consommation : « À partir de données issues des téléphones portables par exemple, nous allons étudier la présence humaine dans un endroit donné pour prévoir leur comportement et leur consommation d’énergie, » nous explique Florence. Enfin, il s’agit de compenser en temps réel la différence entre production et consommation grâce à des moyens de stockage adaptés d’une part, mais aussi grâce à l’adaptation de la consommation à la production quand cela est possible. C’est ce que l’on appelle « prosommation ».

Production, consommation et stockage forment un réseau 

« Il y a beaucoup de données, souligne Jordi, de sources différentes (météo, consommation, mobilité, production…) avec des résolutions temporelles et spatiales différentes. L’idée est de comprendre comment nous pouvons les combiner pour connaitre l’état d’un réseau électrique à un moment donné et prendre des décisions sur la gestion collaborative de cette énergie. ». L’objectif du projet PEPER est de rassembler des données sur les différents acteurs de ce réseau, et d’exploiter les techniques d’apprentissage et de Deep Reinforcement Learning pour développer des algorithmes de prévision de la production et de la consommation de chaque acteur, puis de coopération entre eux. « Pour ce projet, nous disposons de données relevées sur des bâtiments de nos campus. La Communauté d’Agglomération Paris-Saclay va également mettre à notre disposition un bâtiment à câbler pour étudier les différentes consommations. L’objectif est de créer un algorithme qui utilisera les données collectées afin de gérer mieux l’économie d’énergie sans gâcher le confort des utilisateurs » précise Hossam.

Un projet de collaboration

« Cela fait un an que nous nous réunissons et tentons de monter un projet, raconte Jordi. Nous nous sommes rendu compte que, sur le plateau de Saclay, plusieurs laboratoires de disciplines différentes traitent du sujet des énergies renouvelables, des notions de micro-réseaux (autoproduire et consommer son énergie) ... etc. Il nous a paru nécessaire de les aborder de manière interdisciplinaire. ». Inspiré par des collaborations comme au sein d’Allistene (1) ou Ancre (2), le projet PEPER va concrétiser cette volonté de rassembler les disciplines autour du thème de l’énergie.

(1)Allistene : alliance qui a pour but d’assurer une coordination des différents acteurs de la recherche dans les sciences et technologies du numérique, afin d’élaborer un programme cohérent et ambitieux de recherche et de développement technologique.
(2)Ancre : alliance nationale de coordination de la recherche pour l’énergie qui rassemble 19 organismes de recherche et innovation et conférences d’établissements d’enseignement supérieur dans le domaine de l’énergie.

Article publié

Septembre 2021 - A Novel Deep Reinforcement Approach for IIoTMicrogrid Energy Management Systems

Contacts : Florence Ossart | Hossam Afifi | Jordi Badosa