Les microréseaux : Un maillon essentiel de la transition énergétique
05 avril 2021
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Pour des solutions énergétiques fiables, résilientes et durables
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Par Mark Wilson
Les microréseaux constituent un segment en croissance dans le secteur de la transition énergétique et représentent le passage d’une alimentation centralisée à des solutions de production plus localisées et distribuées.
Les coupures de courant devenant de plus en plus fréquentes, la capacité du microréseau à s’isoler du réseau principal en fait une option intéressante pour les villes, les banlieues et les collectivités rurales. De même, lorsque le réseau électrique principal est peu résilient face aux perturbations, notamment en cas d’événements climatiques extrêmes, les microréseaux représentent une solution alternative stable.
Alors que les marchés de l’énergie poursuivent leur transition vers des modèles plus propres et plus durables, la capacité du microréseau à équilibrer la production de sources d’énergie renouvelable – telles que l’énergie solaire, éolienne et hydroélectrique, ou bien les sources plus traditionnelles telles que les turbines à combustion alimentées au gaz – constitue une autre caractéristique attrayante.
Au sens le plus élémentaire, un réseau se compose d’une source d’énergie, d’utilisateurs, de câbles pour les alimenter et d’un système pour contrôler le tout. Un microréseau en est une version réduite. Il peut être relié à un ou plusieurs bâtiments et alimenter des infrastructures essentielles, de petites collectivités ou même des sites industriels. Cette technologie en pleine évolution fournit une énergie propre et efficace, renforce la résilience et améliore le fonctionnement et la stabilité du réseau électrique principal.
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Les bâtiments dotés d’un microréseau peuvent s’isoler et être alimentés par leur microréseau.
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S’isoler du réseau principal
Le développement des microréseaux a d’abord été motivé par la nécessité d’accroître la fiabilité de l’alimentation pour les installations sensibles aux pannes électriques. Un élément caractéristique d’un microréseau est sa capacité à se connecter et à se déconnecter du réseau principal pendant les pannes qui peuvent provoquer des coupures de courant ou des baisses de tension. Lorsque le réseau principal tombe en panne, le microréseau prend rapidement le relais pour fournir de l’électricité à partir de sources d’énergie locales.
En s’isolant du réseau principal, un microréseau peut continuer à assurer l’alimentation des charges initiales, tout en fournissant de l’énergie aux services essentiels de la collectivité environnante.
Les microréseaux peuvent distribuer l’électricité provenant de la production combinée de chaleur et d’électricité (PCCE) et de générateurs à moteur alternatif. Le centre spatial de la NASA, qui ne dépend plus entièrement du réseau électrique principal, en est un bon exemple. Désormais, grâce à son microréseau alimenté par la PCCE, le centre spatial continu d’être fonctionnel même si le service du réseau public est interrompu.
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Le microréseau alimenté par la PCCE de la NASA à Houston, au Texas.
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Résilience face aux perturbations
Souvent, le réseau électrique principal est peu résilient face aux perturbations, notamment en cas d’événements climatiques extrêmes.
Les collectivités rurales sont en proie à des difficultés supplémentaires, puisqu’elles sont souvent confrontées à des phénomènes météorologiques extrêmes et sont desservies par de longues lignes radiales situées à l’extrémité du réseau. L’âge moyen des personnes vivant dans les collectivités rurales augmente lentement, laissant certains de nos citoyens les plus vulnérables isolés et potentiellement privés de l’équipement électrique dont ils ont besoin pour survivre.
Lors de pannes, les services publics ont tendance à recourir au triage. Cela signifie qu’ils donnent la priorité aux problèmes les plus graves qui peuvent être résolus dans un délai raisonnable. En d’autres termes, ils s’attachent à stabiliser le réseau et à reconnecter le plus grand nombre de clients possible, ce qui peut laisser ces petites collectivités et clients isolés sans électricité pendant de très longues périodes.
" }Les microréseaux confèrent une précieuse flexibilité à notre infrastructure et nous permettent de mieux relever les défis qui nous attendent.
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Par exemple, lorsque le Nouveau-Brunswick, au Canada, a été frappé par une série de violentes tempêtes hivernales à la fin décembre 2013 et au début janvier 2014, des dizaines de milliers de clients se sont retrouvés sans électricité. Au plus fort des tempêtes, 54 000 personnes ont été privées d’électricité au même moment! De nombreux foyers ont pu être réalimentés en quelques jours grâce à Énergie NB et aux services publics voisins. Toutefois, des habitants des zones rurales ont indiqué qu’ils ont attendu jusqu’à 14 jours avant que le courant ne soit rétabli.
Les consommateurs ruraux sont mieux équipés pour se débrouiller seuls s’ils ont accès à la technologie des microréseaux, qui peut fournir la résilience et le soutien dont ces collectivités ont désespérément besoin dans ces situations extrêmes.
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Les panneaux solaires du microréseau de Gull Bay, en Ontario.
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Un avenir électrique plus propre
Les microréseaux sont appelés à jouer un rôle important dans la promotion du développement et de l’intégration des énergies renouvelables dans le réseau. Cela est d’autant plus vrai que le développement des microréseaux hybrides prend de l’ampleur. Les microréseaux hybrides sont ceux sur lesquels sont combinées différentes formes de production, notamment l’énergie solaire, éolienne et hydroélectrique. Les microréseaux hybrides intègrent souvent un composant de stockage d’énergie. Cela permet d’emmagasiner l’énergie lorsque le soleil brille ou que le vent souffle pour pouvoir l’utiliser lorsque les utilisateurs branchés au microréseau en ont besoin.
Cette évolution continue de la configuration des microréseaux laisse place à de nouvelles possibilités. Comment? Elle peut améliorer les performances économiques et environnementales des exploitants et des collectivités en réduisant les coûts énergétiques et les émissions de carbone. Dans un marché où le coût des ressources renouvelables locales est presque égal à celui de l’électricité du réseau principal, la mise en œuvre communautaire de ces microréseaux peut également offrir aux contribuables une certitude en matière de prix, dans la mesure où de nouveaux accords de services énergétiques sont signés avec les propriétaires et les exploitants de microréseaux.
C’est ce qu’ont fait nos équipes dans des zones rurales du Canada. En combinant un microréseau nouvellement installé avec des installations de production d’énergie solaire et de stockage par batterie, la collectivité de la nation ojibwée de Gull Bay, en Ontario, a pu bénéficier d’un microréseau d’énergie propre. Cela a permis de réduire la consommation de carburant diesel d’environ 130 000 litres par an.
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Il est possible de créer un microréseau d’énergie propre en combinant un microréseau avec des installations de production d’énergie solaire et de stockage par batterie.
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Au-delà des contraintes
Malgré les nombreux avantages des microréseaux, leur mise en œuvre à grande échelle se heurte à d’importantes contraintes, dont les réglementations contradictoires à l’échelle fédérale, provinciale et locale. Les microréseaux sont très prometteurs, mais il faudra du temps pour modifier les structures du marché.
Bien que le concept des microréseaux continue à gagner du terrain, beaucoup sont mis en œuvre sous forme de projets pilotes et de démonstrations, et les organismes de réglementation ont du mal à s’adapter aux nouvelles technologies et conditions du marché. Si les règlements existent pour protéger les consommateurs contre les coûts déraisonnables et garantir un accès continu à l’énergie, ils ralentissent le potentiel d’intégration des microréseaux et des énergies renouvelables.
Pour les consommateurs et les services publics qui souffrent de pannes prolongées, les avantages parlent d’eux-mêmes. La mise à jour des règlements du marché donnera plus de liberté aux services publics et aux promoteurs privés, ce qui les aidera à construire les infrastructures nécessaires pour accroître la fiabilité et l’efficacité pour les populations du monde entier.
S’ils sont mis en œuvre correctement, les microréseaux contribueront grandement à la transition énergétique. Comme nous l’avons constaté ces derniers mois dans nos propres vies, la flexibilité est fondamentale. En 2020, nous avons appris qu’il fallait consacrer notre énergie à embrasser le changement plutôt qu’à le repousser.
Les microréseaux confèrent une précieuse flexibilité à notre infrastructure et nous aident à réagir aux défis qui nous attendent. Cette nouvelle technologie n’éliminera peut-être pas de sitôt les sources d’énergie traditionnelles, mais elle contribuera à la transition vers une infrastructure électrique plus fiable, flexible et efficace.
Traduction du blogue publié originalement sur le site Ideas de Stantec.
À propos de l’auteur:
Avec plus de trente ans d’expérience dans les projets d’électricité pour les industries et les services publics, Mark dirige notre équipe de production thermique de l’est du Canada et il est le responsable du secteur de l’électricité du Canada atlantique.
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