Le réseau électrique d’une ville sur une puce !

Seulement 4 mm de côté pour un dispositif qui permettra de détecter les problèmes d’un réseau électrique urbain mille fois plus rapidement et de les traiter quasiment en temps réel !

Gérer le réseau électrique de toute une ville à partir d’une puce de 4mm de côté ? Le défi de Maher Kayal et son équipe du Laboratoire d’électronique de l’EPFL (Elab) pourrait paraître inversément proportionnel à la taille du dispositif. Et pourtant : le premier exemplaire du circuit intégré vient d’arriver par la poste et pourrait être utilisable à l’échelle d’une ville d’ici cinq ans.

« Le problème du réseau électrique est toujours «l’instant fatidique» où tout bascule, où la coupure de courant se produit », souligne le professeur. Cette puce va permettre d’anticiper les pannes qui pourraient survenir lorsque le réseau est à flux tendu. La sécurité de ce dernier sera mesurée en permanence et des données seront collectées.

Ligne défectueuse, problème sur une génératrice, menace de coupure de courant seront traités par la puce 1000 fois plus vite qu’actuellement. Cela permettra d’en gérer les informations quasiment en temps réel pour un coût moins élevé que les installations existantes. « Outre la rapidité, le second avantage est une utilisation facilitée des énergies renouvelables qui dépendent des conditions climatiques donc non programmable, contrairement aux centrales nucléaires pour lesquelles une anticipation, planifiée bien à l’avance, est nécessaire », projette-t-il.

Une fois produite en série, cette puce ne devrait coûter que quelques francs (Suisse) et aura le grand avantage d’être reconfigurable et programmable selon la ville, le quartier, ou tout autre réseau. Un brevet a été déposé par ABB qui finance une partie des recherches.

Ce concept de management intelligent de l’énergie sera dévoilé aujourd’hui, lors des Journées de la recherche EPFL Middle East qui réuniront des chercheurs Suisse et Emiratis, autour du futur de l’Energie et du développement durable.

Opérationnel d’ici cinq ans

Le terrain d’étude est déjà trouvé : Al Hamra, petite ville près de Ras Al Khaima, aux Emirats Arabes Unis. Un doctorant du laboratoire travaille actuellement sur le transfert de technologie et se rendra d’ici un an dans cette ville, avec les étudiants inscrits dans le nouveau master de l’EPFL Middle East en Gestion d’énergie et construction durable, pour faire les premiers essais grandeur nature. A la fin de sa thèse le système devrait être opérationnel.

Cette façon de gérer le réseau s’intègre dans l’idée de « smart grid » : l’utilisation de technologies électroniques pour optimiser la production et la distribution de l’électricité afin de mieux mettre en relation l’offre et la demande.

Pour le consommateur, eSMART technologies (prix PERL de la ville de Lausanne 2011), une startup issue du laboratoire d’électronique, a prévu des prises qui donnent leur consommation en temps réel et sont pilotables à distance. Ces modules intelligents communiquent entre eux par le réseau électrique. Imaginons que toutes les prises soient équipées de ces petits boîtiers. On peut alors connaître en temps réel, ou presque, la consommation d’un immeuble, d’un quartier, d’une ville, voire d’un pays.

Il devient donc possible de contrôler tout le réseau en agissant depuis la centrale, équipée de la puce, pour couper certaines alimentations électriques inutiles lorsque le réseau est à son maximum et que la coupure menace. Maher Kayal préfère ne pas s’avancer en ce qui concerne le gain financier : « tout dépendra de l’éducation, de l’intelligence, de la psychologie des acteurs du réseau ». C’est probablement ce qui prendra le plus de temps.