feuille de route r&d - rte-france.com · plan d’implémentation 2013 8 octobre 2013 -octobre...

Feuille de route R&D

Plan d’implémentation 2013

8 Octobre 2013


Plan d’implémentation 2013-

Octobre

1


-2016

Octobre 2013

1 INTRODUCTION : RTE AU CŒUR DE L’OELECTRIQUE NATIONAL

2 LES FONCTIONS CLES DDU SYSTEME ELECTRIQU

3 LES DEFIS DU SYSTEME

4 UNE ORGANISATION ET REPONDRE A CES DEFIS

5 LE PROGRAMME DE R&D

5.1 OPTIMISER EN CONTINU

5.1.1 Intégrer de nouvelles technologies dans le système électrique (réseau de transport, production, consommation, stockage)5.1.2 Mieux exploiter le système électrique d’aujourd’hui et de demain5.1.3 Manager de manière prévisionnelle les actifs de RTE5.1.4 Développer le réseau de 5.1.5 Assurer l’équilibre offremarché25

5.2 MANAGER LES ACTIFS DE

5.2.1 Obtenir des données expérimentales sur la durée de vie d’équipements critiques 29 5.2.2 Prévoir par simulation le vieillissement de composants5.2.3 Développer des méthodes et outils d’aide à la décision pour le management des actifs de RTE ................................

5.3 PREPARER LE RESEAU DU

5.3.1 Valider le potentiel de technologies nouvelles pour le réseau du futur5.3.2 Spécifier et valider les équipements pour le réseau du futur5.3.3 Préparer l’intégration et le déploiement des équipements dans le réseau du futur 33 5.3.4 Faire évoluer les plans de protection et de défense

5.4 DETECTER ET INTEGRER

NOUVELLES POUR L’AIDE A LA DECISION A

5.4.1 Techniques de modélisation des couches physique, logique et marché, aux trois échelles de temps caractéristiques des fonctions de RTE5.4.2 Techniques de simulation utilisant des modèles adaptés gérant le compromis difficile entre fidélité, performance et flexibilité5.4.3 Techniques de contrôle utilisant les nouveaux capteurs et les nouveaux actionneurs ................................5.4.4 Techniques d’optimisation à la recherche de l’optimum global avec une modélisation de plus en plus détaillée et complexe du système

5.5 EVALUER ET FAIRE EMER

UTILISATEURS DE RESEAUX INTELLIGENTS

5.5.1 Les opérateurs de réseaux comme constructeur de flexibilité5.5.2 Les nouvelles offres de flexibilité

5.6 SAVOIR ESTIMER ET MAI

SOCIETAUX, ..) DE TOUTE L’ACTIVITE DE

5.6.1 Eco-concevoir les équipements du futur et leur exploitation5.6.2 Anticiper les impacts du réseau sur la biodiversité

8 Octobre 2013

Sommaire

: RTE AU CŒUR DE L’O PTIMISATION DU SYSTEELECTRIQUE NATIONAL ................................................................................................

LES FONCTIONS CLES DE RTE POUR MAXIMISER LA VALEUR D’USAGE DU SYSTEME ELECTRIQU E ..............................................................................................

LES DEFIS DU SYSTEME ELECTRIQUE DE DEMAIN ................................

UNE ORGANISATION ET UN MANAGEMENT DE LA R&D POUR ................................................................................................

LE PROGRAMME DE R&D 2013-2016 ................................................................

PTIMISER EN CONTINU L’EXPLOITATION DU SYSTEME ELECTRIQUE .............................Intégrer de nouvelles technologies dans le système électrique (réseau de

transport, production, consommation, stockage) .............................................................Mieux exploiter le système électrique d’aujourd’hui et de demainManager de manière prévisionnelle les actifs de RTE ................................Développer le réseau de transport ................................................................Assurer l’équilibre offre-demande en s’appuyant sur de nouveaux concepts de

ANAGER LES ACTIFS DE RTE ................................................................Obtenir des données expérimentales sur la durée de vie d’équipements critiques

Prévoir par simulation le vieillissement de composants ................................Développer des méthodes et outils d’aide à la décision pour le management des

................................................................................................REPARER LE RESEAU DU FUTUR ................................................................

Valider le potentiel de technologies nouvelles pour le réseau du futurSpécifier et valider les équipements pour le réseau du futur ...............................Préparer l’intégration et le déploiement des équipements dans le réseau du futur

Faire évoluer les plans de protection et de défense ................................ETECTER ET INTEGRER DES CONNAISSANCES SCIENTIFIQUES ET TECHN

AIDE A LA DECISION A TOUTES LES ECHELLES DE TEMPS

5.4.1 Techniques de modélisation des couches physique, logique et marché, aux trois échelles de temps caractéristiques des fonctions de RTE ................................

Techniques de simulation utilisant des modèles adaptés gérant le difficile entre fidélité, performance et flexibilité ................................

Techniques de contrôle utilisant les nouveaux capteurs et les nouveaux ................................................................................................

Techniques d’optimisation à la recherche de l’optimum global avec une modélisation de plus en plus détaillée et complexe du système ................................

VALUER ET FAIRE EMERGER LE POTENTIEL DE FLEXIBILITE PROVENAN

AUX INTELLIGENTS ................................................................Les opérateurs de réseaux comme constructeur de flexibilité .............................Les nouvelles offres de flexibilité ................................................................

AVOIR ESTIMER ET MAITRISER LES IMPACTS (ECONOMIQUES, ENVIRONNEMENTAUX

ACTIVITE DE RTE ................................................................concevoir les équipements du futur et leur exploitation ...............................

Anticiper les impacts du réseau sur la biodiversité ................................2

PTIMISATION DU SYSTE ME ................................... 5

LA VALEUR D’USAGE .............................. 6

......................................... 8

DE LA R&D POUR .................................. 16

..................................... 19

............................. 19 Intégrer de nouvelles technologies dans le système électrique (réseau de

............................. 19 Mieux exploiter le système électrique d’aujourd’hui et de demain ..................... 21

......................................... 23 ....................................... 24

demande en s’appuyant sur de nouveaux concepts de

...................................................... 27 Obtenir des données expérimentales sur la durée de vie d’équipements critiques

...................................... 30 Développer des méthodes et outils d’aide à la décision pour le management des

.................................................... 30 ................................................... 31

Valider le potentiel de technologies nouvelles pour le réseau du futur ............... 32 ............................... 33

Préparer l’intégration et le déploiement des équipements dans le réseau du futur

............................................. 34 IENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES

DE TEMPS ........................ 34 5.4.1 Techniques de modélisation des couches physique, logique et marché, aux trois

................................................ 36 Techniques de simulation utilisant des modèles adaptés gérant le

........................................... 37 Techniques de contrôle utilisant les nouveaux capteurs et les nouveaux

....................................................... 38 Techniques d’optimisation à la recherche de l’optimum global avec une

....................................... 38 FLEXIBILITE PROVENANT DES

............................................ 39 ............................. 40

......................................... 41 ENVIRONNEMENTAUX, ...................................... 42

............................... 43 ............................................. 43

5.6.3 Anticiper les impacts du réseau sur la santé5.6.4 Prendre en compte la dimension sociale des prenantes ................................

6 COORDINATION AVEC LEFRANCE ET EN EUROPE ................................

6.1 COOPERATIONS AVEC LES

6.2 COOPERATIONS DANS LE

7 BENEFICES ATTENDUS D

7.1 ACCOMPAGNER LA TRANSI

7.2 DETECTER DE NOUVEAUX

ELECTRIQUE ................................7.3 VALIDER DE NOUVELLES RUPTURES TE

LE DEVELOPPEMENT DU RESEAU AU

7.4 MAITRISER LE PASSAGE

7.5 LIVRER DES PROTOTYPES

8 CONCLUSIONS ................................

9 ANNEXE 1 ................................

10 ANNEXE 2 ................................

8 Octobre 2013

Anticiper les impacts du réseau sur la santé ................................Prendre en compte la dimension sociale des concertations avec les parties

................................................................................................

COORDINATION AVEC LE S PROJETS DE RESEAUX INTELLIGENTS EN ................................................................................................

OOPERATIONS AVEC LES ACTEURS FRANÇAIS ..............................................................OOPERATIONS DANS LE CADRE DE LA FEUILLE DE ROUTE DE R&D ENTSO

BENEFICES ATTENDUS DES INVESTISSEMENTS EN R&D CHEZ RTE

CCOMPAGNER LA TRANSITION ENERGETIQUE EN FRANCE ET EN EUROPE

ETECTER DE NOUVEAUX GISEMENTS DE VALEUR D’USAGE POUR LE SYSTEM

................................................................................................OUVELLES RUPTURES TECHNOLOGIQUES AVEC LES CONSTRUCTEURS POUR

RESEAU AU-DELA DE 2020 ...............................................................AITRISER LE PASSAGE DE L’ IDEE INNOVANTE A SON DEPLOIEMENT DANS LE

IVRER DES PROTOTYPES DE SOLUTIONS EN CONTINU ................................

................................................................................................

................................................................................................

................................................................................................

3

........................................................ 44 concertations avec les parties

.......................................................... 44

INTELLIGENTS EN ................................... 44

.............................. 45 ENTSO-E ............ 46

N R&D CHEZ RTE ....... 48

UROPE ................... 48 USAGE POUR LE SYSTEME

.......................................................... 49 S CONSTRUCTEURS POUR

............................... 50 DEPLOIEMENT DANS LE RESEAU. 51 ................................................... 52

............................................. 52

...................................................... 55

...................................................... 57

Figure 1 : Illustration de la présentation en trois couches de la mission système électrique ................................

Figure 2 : les trois fonctions clés de RTE

Figure 3 : Evolution 2001-2012 des maxima de consommation réalisés en France

Figure 4 : Impact du solaire diffus sur le réseau français en provenance d’Allemagne

Figure 5 : Exemples de modifications des profils de consommation

Figure 6 : Les quatre piliers du processus de R&D

Figure 7 : l’organisation matricielle des six thématiques de R&D chez RTE

Figure 8 : Une organisation matricielle pour optimiser le système électrique en continu ................................................................

Figure 9 : Organisation des thèmes de R&D en vue de l’intégration de nouvelles fonctionnalités ou technologies dans le réseau de transport

Figure 10 : organisation de la R&D pour améliorer l’exploitation du système électrique ................................................................

Figure 11 : organisation de la R&D pour le management prévisionnel des actifs de RTE ................................................................

Figure 12 : organisation de la R&D autour des méthodes utilisées pour le développement du réseau ................................

Figure 13 : organisation de la R&D pour assurer une meilleure approche de l’équilibre offre-demande et la prise en compte des marchés

Figure 14 : stratégie de R&D pour le management des actifs de RTE

Figure 15 : organisation de la R&Dmanagement des actifs de RTE

Figure 16 : stratégie de R&D pour préparer le réseau

Figure 17 : organisation de la R&D pour préparer le réseau du futur

Figure 18 : organisation de la R&D pour acquérir des méthodes contribuant à la chaîne « modélisation, simulation, contrôle, optimisation

Figure 19 : les liens entre connaissances de base et applications pour l’aide à la décision ................................................................

Figure 20 : organisation de l’accompagnement des activités de R&D contribuant à l’optimisation de la flexibilité du système électrique

Figure 21 : organisation de la R&D pour savoir évaluer et maîtriser les impacts de toute l’activité de RTE ................................


8 Octobre 2013

Liste des Figures : Illustration de la présentation en trois couches de la mission

................................................................................................

: les trois fonctions clés de RTE ................................................................

2012 des maxima de consommation réalisés en France

: Impact du solaire diffus sur le réseau français en provenance d’Allemagne

Exemples de modifications des profils de consommation ................................

: Les quatre piliers du processus de R&D ............................................................

: l’organisation matricielle des six thématiques de R&D chez RTE

: Une organisation matricielle pour optimiser le système électrique en continu................................................................................................

: Organisation des thèmes de R&D en vue de l’intégration de nouvelles fonctionnalités ou technologies dans le réseau de transport ................................

: organisation de la R&D pour améliorer l’exploitation du système électrique................................................................................................

: organisation de la R&D pour le management prévisionnel des actifs de RTE................................................................................................

: organisation de la R&D autour des méthodes utilisées pour le développement ................................................................................................................................

: organisation de la R&D pour assurer une meilleure approche de l’équilibre demande et la prise en compte des marchés ...............................................................

: stratégie de R&D pour le management des actifs de RTE .............................

: organisation de la R&D pour des développer des méthodes nouvelles de management des actifs de RTE .............................................................................................

: stratégie de R&D pour préparer le réseau du futur ................................

: organisation de la R&D pour préparer le réseau du futur ............................

: organisation de la R&D pour acquérir des méthodes contribuant à la chaîne modélisation, simulation, contrôle, optimisation » ...........................................................

: les liens entre connaissances de base et applications pour l’aide à la décision................................................................................................

: organisation de l’accompagnement des activités de R&D contribuant à l’optimisation de la flexibilité du système électrique ................................

: organisation de la R&D pour savoir évaluer et maîtriser les impacts de toute ................................................................................................

: organisation de la R&D pour préparer le réseau du futur ............................

4

: Illustration de la présentation en trois couches de la mission d’optimisation du ..................................................... 5

............................................... 6

2012 des maxima de consommation réalisés en France ........... 9

: Impact du solaire diffus sur le réseau français en provenance d’Allemagne .. 12

................................. 14

............................ 16

: l’organisation matricielle des six thématiques de R&D chez RTE .................. 18

: Une organisation matricielle pour optimiser le système électrique en continu.................................................. 19

: Organisation des thèmes de R&D en vue de l’intégration de nouvelles .............................................. 20

: organisation de la R&D pour améliorer l’exploitation du système électrique.................................................. 22

: organisation de la R&D pour le management prévisionnel des actifs de RTE.................................................. 23

: organisation de la R&D autour des méthodes utilisées pour le développement ................................. 24

: organisation de la R&D pour assurer une meilleure approche de l’équilibre ............................... 26

............................. 28

pour des développer des méthodes nouvelles de ............................. 29

........................................ 31

............................ 32

: organisation de la R&D pour acquérir des méthodes contribuant à la chaîne ........................... 35

: les liens entre connaissances de base et applications pour l’aide à la décision.................................................. 36

: organisation de l’accompagnement des activités de R&D contribuant à .......................................................... 40

: organisation de la R&D pour savoir évaluer et maîtriser les impacts de toute ..................................................... 43

............................ 45

1 Introduction : RTE au cœur de l’optimisation du système électrique

national

Depuis la Directive Européenne de 1996, la libéralisation des marchés de l’électricité Europe a progressivement défini les nouvelles responsabilités des gestionnaélectriques. Le transport (réseau haute et progressivement, des sociétés indépendantes de leur groupe d’originerégulée dans toute l’Union Européenne suivant des principes appliqués de2007 : la liberté donnée à tout consommateur d’électricité de choisir son fournisseur. En France, RTE- Réseau de Transport d’Electricité, le Gestionnaire de Réseau de Transport (GRT), est devenue le 1er Septembre 2005, entreprise de service publique, assure à ses clients l‘accès à une alimentation électrique sde qualité, service résultant d’une collectivité. Cette mission permet d’électricité, et ceci pour tout acteur du marché24 Octobre 2005 avec l’Etat. Cette optimisation du système électrique s’apcompétences en constante interaction

Figure 1 : Illustration de la présentation en trois couches de la mission d’optimisation du système

• une couche physiqueleur optimisation consiste à planifier les extensions futures dans une vision Européenne des marchés de l’électricité, puis de construire, maintenir et remplacer, ou améliorertransformateurs, disjoncteursréseau de télécommunication, les centres de contrôle,

8 Octobre 2013

: RTE au cœur de l’optimisation du système électrique

Depuis la Directive Européenne de 1996, la libéralisation des marchés de l’électricité a progressivement défini les nouvelles responsabilités des gestionna

transport (réseau haute et très haute tension) et la distribution deviennent, progressivement, des sociétés indépendantes de leur groupe d’origine. Leur activité est régulée dans toute l’Union Européenne suivant des principes appliqués de2007 : la liberté donnée à tout consommateur d’électricité de choisir son fournisseur.

Réseau de Transport d’Electricité, le Gestionnaire de Réseau de Transport Septembre 2005, société anonyme à capitaux publics, assure à ses clients l‘accès à une alimentation électrique s

résultant d’une optimisation du système électrique pour l’ensemble de la . Cette mission permet donc de garantir un accès équitable au réseau de transport

tout acteur du marché, dans le respect du contrat de service signé le

Cette optimisation du système électrique s’appuie sur la combinaison de compétences en constante interaction telles que schématisées ci-dessous.

Illustration de la présentation en trois couches de la mission d’optimisation du système électrique

une couche physique, le réseau et ses équipements, dont RTE est propriétaireleur optimisation consiste à planifier les extensions futures dans une vision Européenne des marchés de l’électricité, puis de construire, maintenir et remplacer, ou améliorer les performances des équipements (lignes, câbles, transformateurs, disjoncteurs…), les postes électriques qui les accréseau de télécommunication, les centres de contrôle,

5

: RTE au cœur de l’optimisation du système électrique

Depuis la Directive Européenne de 1996, la libéralisation des marchés de l’électricité en a progressivement défini les nouvelles responsabilités des gestionnaires de réseaux

tension) et la distribution deviennent, . Leur activité est

régulée dans toute l’Union Européenne suivant des principes appliqués depuis le 1er Juillet 2007 : la liberté donnée à tout consommateur d’électricité de choisir son fournisseur.

Réseau de Transport d’Electricité, le Gestionnaire de Réseau de Transport yme à capitaux publics. RTE,

, assure à ses clients l‘accès à une alimentation électrique sûre et optimisation du système électrique pour l’ensemble de la

de garantir un accès équitable au réseau de transport , dans le respect du contrat de service signé le

puie sur la combinaison de trois couches de

Illustration de la présentation en trois couches de la mission d’optimisation du système

, le réseau et ses équipements, dont RTE est propriétaire : leur optimisation consiste à planifier les extensions futures dans une vision Européenne des marchés de l’électricité, puis de construire, maintenir et

les performances des équipements (lignes, câbles, les postes électriques qui les accueillent, le

• une couche logique

coordination des actifs physiques,injections et les soutirages d’électricité pour l’ensemble du système français continental, tout en faisant face aux aléas considérés comme «optimisation du syde fonctionnement (surcharges acceptables, écroulements de tensionde fréquence) et plus généralement l’ensemble du système, et respectpour les clients connectés au système électrique.

• une couche virtuelleconcurrentiel des différents acteurs. Ellel’électricité avec le système électriquefonctionnement physiquecompte des couplages entre physique du système électrique et échanges d’électricité. CeCommission de Régulation de l’Energie (CRErègles tarifaires d’accès aul’approbation du Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie.

RTE a donc une responsabilité sociétale globaleélectrique pour tous les acteurs qui en bénéficied’électricité, commerçants et consommateursmarché à tout instant.

2 Les fonctions clés deélectrique

RTE fait coopérer à tout instant les trois fonctiniveaux de décision aux échelles temporelles très différentes comme schématisées ci

Figure

1 Organisme de régulation indépendant des acteurs de marché

8 Octobre 2013

une couche logique, qui permet, à chaque instant à RTEoordination des actifs physiques, d’assurer l’équilibre instantané entre les

et les soutirages d’électricité pour l’ensemble du système français continental, tout en faisant face aux aléas considérés comme «optimisation du système électrique doit prendre en compte ses limites physiques de fonctionnement (surcharges acceptables, écroulements de tension

et plus généralement tout incident ou instabilité qui peut impacter l’ensemble du système, et respecter les critères de qualité qui sont pour les clients connectés au système électrique.

une couche virtuelle, qui vise à atteindre un optimum économique par le jeu entiel des différents acteurs. Elle interface les acteurs des marchés de

avec le système électrique, via un modèle fonctionnement physique, ce qui permet d’échanger achats et ventes en tenant

couplages entre physique du système électrique et ’électricité. Ces échanges s’effectuent sous le contrôle de la

Régulation de l’Energie (CRE1) ; la CRE, par ailleurs, propose les règles tarifaires d’accès aux réseaux (transport et distribution), soumisl’approbation du Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de

RTE a donc une responsabilité sociétale globale : maximiser la valeur d’usage du système électrique pour tous les acteurs qui en bénéficient, c’est-à-dire l’utilité que

et consommateurs en retirent par rapport à leur connaissance

de RTE pour maximiser la valeur d’usage

RTE fait coopérer à tout instant les trois fonctions clés de l’entreprise, associant donc trois niveaux de décision aux échelles temporelles très différentes comme schématisées ci

Figure 2 : les trois fonctions clés de RTE

Organisme de régulation indépendant des acteurs de marché

6

, à chaque instant à RTE, par une bonne nstantané entre les

et les soutirages d’électricité pour l’ensemble du système français continental, tout en faisant face aux aléas considérés comme « probables ». Cette

stème électrique doit prendre en compte ses limites physiques de fonctionnement (surcharges acceptables, écroulements de tension, excursions

instabilité qui peut impacter er les critères de qualité qui sont nécessaires

vise à atteindre un optimum économique par le jeu interface les acteurs des marchés de

via un modèle approché de son ats et ventes en tenant

couplages entre physique du système électrique et économie des le contrôle de la

CRE, par ailleurs, propose les distribution), soumises à

l’approbation du Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de

: maximiser la valeur d’usage du système dire l’utilité que producteurs

en retirent par rapport à leur connaissance du

maximiser la valeur d’usage du système

ons clés de l’entreprise, associant donc trois niveaux de décision aux échelles temporelles très différentes comme schématisées ci-dessous.

Cette optimisation de la valeur d’usage met enet modalités de maintenance, mais aussi, entre maintenance et investissements nouveaux. Plus spécifiquement :

1) Exploiter le réseau de transportréseau en évitant les congestionstout instant, de manière sûre et avec une qualité suffisante de façon à éviter toute rupture de fourniture l’ensemble des acteurs

• la gestion de l’équilibre offreproduction qui règlent la fréquence appelée par les consommateurscoordonne à chaque instant l’ajustement entre production et consommation afinnotamment, de faire face aux différents aléas affectant cet équilibre.

• la conduite et l’exploitation dirigés pour éviter les surcharges et tout risque de pannes locales ou générales, ceci pour garantir un niveau de

• la gestion du marché de l’électricitédoit pouvoir intervenir dadu temps réel et ceci l’Union Européenne (400 kV, 12 lignes 225 kV

De ce fait, l’exploitation temps réel couvre une gamme d’échelle de temps comprise entre la milliseconde et deux jours

2) Manager les actifs du réseau électriquecoûte 700 M€ de dépenses annuelles

• maintenir disponible l’ensemble du réseaucorrectives),

• remplacer les composants vieillissantsd'optimiser les fonctions du réseau et les

• collecter en continu des données de performanceles sollicitations auxquelles ils sont soumis et leurs réponses.

Globalement, le service apporté permet de maintenir la sûreté de fonctionnement du réseau électrique, à limiter le nombre de

3) Développer à long terme le réseau de transportréseau existant pour répondre à la fois production (notamment demande, tout en tenant compte de l'impact environnemental et socio

2 Comme par exemple repousser l’obsolescence fonctionnelle des postes courant de court-circuit de dimensionnement

8 Octobre 2013

Cette optimisation de la valeur d’usage met en jeu des compromis entre modes d’exploitation et modalités de maintenance, mais aussi, entre maintenance et investissements nouveaux.

Exploiter le réseau de transport consiste à gérer les transits de puissance sur le t les congestions, et à assurer l’équilibre production

tout instant, de manière sûre et avec une qualité suffisante de façon à éviter toute : c’est le service attendu par les clients. La coordination de

acteurs repose alors sur trois piliers:

la gestion de l’équilibre offre-demande : en premier lieu, ce sont les groupes de production qui règlent la fréquence sur un critère local pour adapter la puissance appelée par les consommateurs. Au niveau national, c’est RTE coordonne à chaque instant l’ajustement entre production et consommation afin

de faire face aux différents aléas affectant cet équilibre.

et l’exploitation du réseau : les flux électriques sont, en partiedirigés pour éviter les surcharges et tout risque de pannes locales ou générales, ceci pour garantir un niveau de sûreté suffisant sur le réseau.

la gestion du marché de l’électricité : chaque acteur du marché de l’électricité doit pouvoir intervenir dans des transactions d’achat/vente, le tout au plus proche du temps réel et ceci grâce aux 46 interconnexions avec les Etats Membres de l’Union Européenne (dont actuellement 1 liaison en courant continu, 400 kV, 12 lignes 225 kV)).

’exploitation temps réel couvre une gamme d’échelle de temps comprise deux jours.

Manager les actifs du réseau électrique (valorisés à 12 Md€ à fin 2012) € de dépenses annuelles (valeur 2012) et consiste à :

ntenir disponible l’ensemble du réseau (par des actions préventives

remplacer les composants vieillissants ou promis à l’obsolescence d'optimiser les fonctions du réseau et les faire évoluer de manière homogène

continu des données de performance sur les composants critiques, les sollicitations auxquelles ils sont soumis et leurs réponses.

Globalement, le service apporté permet de maintenir la sûreté de fonctionnement du réseau électrique, à limiter le nombre des incidents et éviter les grands incidents.

Développer à long terme le réseau de transport consiste à adapter la capacité du réseau existant pour répondre à la fois au développement de nouveaux moyens de production (notamment l’expansion des énergies renouvelables) et à l’évolution de la demande, tout en tenant compte de l'impact environnemental et socio

repousser l’obsolescence fonctionnelle des postes lorsque le raccordement d’un producteur conduit à dépasser le circuit de dimensionnement

7

jeu des compromis entre modes d’exploitation et modalités de maintenance, mais aussi, entre maintenance et investissements nouveaux.

à gérer les transits de puissance sur le à assurer l’équilibre production-consommation à

tout instant, de manière sûre et avec une qualité suffisante de façon à éviter toute La coordination de

ce sont les groupes de pour adapter la puissance

RTE qui surveille et coordonne à chaque instant l’ajustement entre production et consommation afin,

de faire face aux différents aléas affectant cet équilibre.

: les flux électriques sont, en partie, dirigés pour éviter les surcharges et tout risque de pannes locales ou générales,

: chaque acteur du marché de l’électricité ns des transactions d’achat/vente, le tout au plus proche

avec les Etats Membres de 1 liaison en courant continu, 16 lignes

’exploitation temps réel couvre une gamme d’échelle de temps comprise

à fin 2012) , ce qui

(par des actions préventives2 et

ou promis à l’obsolescence avec le souci de manière homogène,

sur les composants critiques,

Globalement, le service apporté permet de maintenir la sûreté de fonctionnement du s incidents et éviter les grands incidents.

consiste à adapter la capacité du au développement de nouveaux moyens de

et à l’évolution de la demande, tout en tenant compte de l'impact environnemental et socio-économique de

lorsque le raccordement d’un producteur conduit à dépasser le

ces ouvrages. La coordination des acteurs internes(riverains, décisionnaires politiques locaux, natioconcentre alors sur :

• la planification à long termeniveau national et européen,l'équilibre offre-demande,moyens de production,

• la consultation des parties prenantesde tracé et d’insertion environnementale pour les ouvrages

• la maitrise industrielle mise en œuvre de tests en laboratoire, en usine ou sur site

• la production d'analyse coûtspeuvent être comparés, y compris le scénario de ne rien changer

Cette planification prend en compte lesde composants et développements technologiques des constructeursune architecture de réseau et des modes opératoires qui restent cohérents avec les règles de fiabilité utilisées par les o

3 Les défis du système électrique de demain

Les grands systèmes électriques sont des objets techniques parmi les plus complexesaussi les plus robustes et résilients,

• complexité spatiale

• complexité temporelleplusieurs dizaines d’année

• complexité stochastiquel’int ermittence des sources de production d’électricité, la volatilité de la consommation, les aléas externes comme par exemple les impacts d’un changement climatique

Le système électrique français, un des plus grands défis pour la prochaine décennie.

1. Comment prendre en compte lconsommation liées à l’électrification de nouveaux usages

Le niveau et la structure de la consommation d’électricité évoluent, en raison de dynamiques sectorielles contrastées :

• stagnation voire recul de la consommation industrielle, croissance des secteurs tertiaires et résidentiels,

• fort impact des usages the

3Voire de la microseconde si on veut intégrer des problématiques type choc de foudre et les protections associées (parafoudre

8 Octobre 2013

s. La coordination des acteurs internes, des clients et des parties prenantes (riverains, décisionnaires politiques locaux, nationaux, européens, régulateurs) se

la planification à long terme, au-delà de 10 ans, de l'évolution du réseau, niveau national et européen, compte-tenu des perspectives d'évolution de

demande, des modes de consommation, de la typologie des moyens de production,

la consultation des parties prenantes en vue de définir les conditions optimales de tracé et d’insertion environnementale pour les ouvrages

la maitrise industrielle de solutions technologiques nouvellestests en laboratoire, en usine ou sur site

la production d'analyse coûts-bénéfices où plusieurs scénarios d'évolution peuvent être comparés, y compris le scénario de ne rien changer

Cette planification prend en compte les données les plus récentes en terme de fiabilité de composants et développements technologiques des constructeurs, de façon àune architecture de réseau et des modes opératoires qui restent cohérents avec les règles de fiabilité utilisées par les opérateurs de réseaux.

Les défis du système électrique de demain

Les grands systèmes électriques sont des objets techniques parmi les plus complexesaussi les plus robustes et résilients, que l’homme ait jamais créés:

complexité spatiale de l’étendue allant de l’éco-quartier à l’Europe,

complexité temporelle des situations d’exploitation, de la millisecondeplusieurs dizaines d’années de fonctionnement,

complexité stochastique de l’évolution, avec un avenir long terme incertain, ermittence des sources de production d’électricité, la volatilité de la

consommation, les aléas externes comme par exemple les impacts d’un changement climatique ou les évolutions macro-économiques.

Le système électrique français, un des plus interconnectés en Europe, doit faire face à six grands défis pour la prochaine décennie.

Comment prendre en compte la croissance du niveau des pointes de consommation liées à l’électrification de nouveaux usages

Le niveau et la structure de la consommation d’électricité évoluent, en raison de dynamiques

stagnation voire recul de la consommation industrielle, croissance des secteurs tertiaires et résidentiels, fort impact des usages thermosensibles sur les pointes d’hiver,

on veut intégrer des problématiques type choc de foudre et les protections associées (parafoudre

8

et des parties prenantes naux, européens, régulateurs) se

delà de 10 ans, de l'évolution du réseau, au tenu des perspectives d'évolution de

ion, de la typologie des

définir les conditions optimales

de solutions technologiques nouvelles, recherchée par la

où plusieurs scénarios d'évolution peuvent être comparés, y compris le scénario de ne rien changer.

s en terme de fiabilité , de façon à choisir

une architecture de réseau et des modes opératoires qui restent cohérents avec les règles

Les grands systèmes électriques sont des objets techniques parmi les plus complexes, mais

quartier à l’Europe,

de la milliseconde3 à

de l’évolution, avec un avenir long terme incertain, ermittence des sources de production d’électricité, la volatilité de la

consommation, les aléas externes comme par exemple les impacts d’un

en Europe, doit faire face à six

a croissance du niveau des pointes de ?

Le niveau et la structure de la consommation d’électricité évoluent, en raison de dynamiques

stagnation voire recul de la consommation industrielle, croissance des secteurs

on veut intégrer des problématiques type choc de foudre et les protections associées (parafoudres)

• évolutions contrastées également parmi les usages, avec des tendances à la baisse,

comme pour l’éclairage, ou à la hausse, comme pour les aux technologies de l’information et de la communicati

Le graphe ci-dessous présente l’historique des derniers maxima de consommations réaliséson constate que les puissances maximales, comme les puissances moyennes journalières les jours de grand froid, ont atteint récemment des niveacontraintes de fonctionnement à l’ensemble du système électrique. L’intégration au sein du système électrique Européen permet alors d’importer l’énergie nécessairetransport devient alors l’élément clé

Actualisation 2013 du Bilan Prévisionnel

Figure 3 : Evolution 2001

2. Comment maximiser la valeur d’usage du système collectivité ?

Le réseau électrique est une infrastructure significative du réseau français de transport a plus de 50 ans, ce qui nécessite de renouveler les composants les plus exposés, soitconnaissances acquises sur leur vieillissement. Par ailleurs, des technologies nouvelles comme les réseaux en courant continu, ou l’adoption d’électronique de puissance pour améliorer le fonctionnement de réseaupartie des architectures de réseaux existantes, jusque, et y compris, en tenant compte de l’impact sur la stabilité du réseau luiélectrique modifié. La durée de vie et le renouvellement de l’outil industriel des opérateurs de réseaux nécessitent alors une optimisation globale des politiques de développementde maintenance/renouvellementconstituant du réseau électrique de transportensemble. Toute décision impacte en effet mais aussi sa sécurité, les coûts d’investissements et de fol’organisation même de l’entreprise. L’élaboration de nouvelles politiques de maintenance globales s’avère donc nécessaire, en tenant domaine informatique (base de données, reche

8 Octobre 2013

évolutions contrastées également parmi les usages, avec des tendances à la baisse, comme pour l’éclairage, ou à la hausse, comme pour les nouveaux aux technologies de l’information et de la communication, les Data Centers

dessous présente l’historique des derniers maxima de consommations réaliséson constate que les puissances maximales, comme les puissances moyennes journalières les jours de grand froid, ont atteint récemment des niveaux qui, de manière évidente, posecontraintes de fonctionnement à l’ensemble du système électrique. L’intégration au sein du système électrique Européen permet alors d’importer l’énergie nécessaire

ment clé de cette solution pour la collectivité.

Source Actualisation 2013 du Bilan Prévisionnel

Evolution 2001-2012 des maxima de consommation réalisés en France

Comment maximiser la valeur d’usage du système électrique pour la

Le réseau électrique est une infrastructure dont la durée de vie est longue. significative du réseau français de transport a plus de 50 ans, ce qui nécessite de renouveler les composants les plus exposés, soit localement soit globalement, en fonction de connaissances acquises sur leur vieillissement. Par ailleurs, des technologies nouvelles comme les réseaux en courant continu, ou l’adoption d’électronique de puissance pour améliorer le fonctionnement de réseaux en courant alternatif, obligent à repenser tout ou partie des architectures de réseaux existantes, jusque, et y compris, en tenant compte de l’impact sur la stabilité du réseau lui-même, et donc les modes de pilotage du réseau

durée de vie et le renouvellement de l’outil industriel des opérateurs de réseaux nécessitent alors une optimisation globale des politiques de développement, d’utilisation au quotidien et de maintenance/renouvellement. Ces politiques qui sont appliquées localement à chaque constituant du réseau électrique de transport concernent néanmoins le système dans son ensemble. Toute décision impacte en effet potentiellement la sûreté du système électrique, mais aussi sa sécurité, les coûts d’investissements et de fonctionnement, jusque et y compris l’organisation même de l’entreprise. L’élaboration de nouvelles politiques de maintenance globales s’avère donc nécessaire, en tenant compte de progrès majeurs effectués dans le domaine informatique (base de données, recherche de signaux faibles), des mathématiques

9

évolutions contrastées également parmi les usages, avec des tendances à la baisse, nouveaux équipements liés

s Data Centers

dessous présente l’historique des derniers maxima de consommations réalisés : on constate que les puissances maximales, comme les puissances moyennes journalières les

de manière évidente, posent des contraintes de fonctionnement à l’ensemble du système électrique. L’intégration au sein du système électrique Européen permet alors d’importer l’énergie nécessaire. Le réseau de

2012 des maxima de consommation réalisés en France

électrique pour la

longue. Une partie significative du réseau français de transport a plus de 50 ans, ce qui nécessite de renouveler

localement soit globalement, en fonction de connaissances acquises sur leur vieillissement. Par ailleurs, des technologies nouvelles comme les réseaux en courant continu, ou l’adoption d’électronique de puissance pour

x en courant alternatif, obligent à repenser tout ou partie des architectures de réseaux existantes, jusque, et y compris, en tenant compte de

même, et donc les modes de pilotage du réseau

durée de vie et le renouvellement de l’outil industriel des opérateurs de réseaux nécessitent d’utilisation au quotidien et

calement à chaque le système dans son

du système électrique, nctionnement, jusque et y compris

l’organisation même de l’entreprise. L’élaboration de nouvelles politiques de maintenance de progrès majeurs effectués dans le

rche de signaux faibles), des mathématiques

appliquées (optimisation notamment) et instrumentation/suivi des composantsen lien étroit avec les constructeurs de matériels de façon à standards internationaux qui rcoûteuses. La finalité de la maintenance est de faire vivreindustriel de RTE qui comprend différentes et évolutives, ce qui nécessite compétences chez RTE et ses fournisseurs

• Les liaisons aériennes (pylônes, câbles)Ces composants ont pour caractéaccessibilité complexe (en montagne, en forêt…).

• Les liaisons souterraines (câbles)La maintenance de ces composants spécifiques.

• Les Postes Haute TensionCes éléments critiques du réseau de transport reçoivent l’énergie électrique, contrôlent et répartissentdomaines technologiques environnementalestechnico/économiqueplus élevées et spécialisées

• Le Contrôle commande des postes et Les installations du réseau de transport sont équipél’élimination rapide exemple la foudre) ou des avaries matériellesautomatique Ce contrôledu numérique. Il en va de même pour les systèmes de surveillance et de commande à distance depuis les centres de conduite, à base de technologies d’informatique industrielle et de télécommhertzienne. Ces systèmes présentent potentiellement les mêmes enjeux de gestion d’obsolescence (matérielle et logicielle).

Maintenir la fiabilité du réseau national et européen résulte donc de encourus entre les incidents les plus probablesincidents les plus graves qui obligent à délester une partie des clients. Les analyses préventives de sécurité sont améliorant :

• l’adéquation (capacité à fournir la puissance et l’énergie compte tenu des indisponibilités prévues ou non prévues)

• la sécurité (capacité à résister à des perturbations soudaines, voire des attaques intentionnelles sans

4 Par exemple, une partie importante des postes en 400 kV a accompagné le développement du programme nucléaire en France dans lannées 80. Le vieillissement global des équipements doit être suivi et géré plus finement pour éviter de se trouver confrontédes taux de défaillance.

8 Octobre 2013

appliquées (optimisation notamment) et instrumentation/suivi des composantsen lien étroit avec les constructeurs de matériels de façon à faire émerger

qui rendent les solutions interopérables, plus fiables

La finalité de la maintenance est de faire vivre, en le fiabilisant dans la duréequi comprend une gamme vaste de matériels utilisant des

, ce qui nécessite par ailleurs la création et le maintien de compétences chez RTE et ses fournisseurs pour assurer ce service qui couvre

iaisons aériennes (pylônes, câbles) Ces composants ont pour caractéristique d’être en extérieur avec, parfois, une accessibilité complexe (en montagne, en forêt…).

iaisons souterraines (câbles) La maintenance de ces composants requiert des technologies

Postes Haute Tension ents critiques du réseau de transport reçoivent l’énergie électrique,

et répartissent les flux. Leur évolution fait appel à de nombreux domaines technologiques en forte évolution sous les contraintes

s, de sécurité des personnes et d’optimisation technico/économique. Leur maintenance réclame des qualifications de plus en

et spécialisées4 (travaux sous tension, thermographie infrarouge,…).

Contrôle commande des postes et les systèmes de télé-conduitedu réseau de transport sont équipées de systèmes qui permettent

rapide de défauts électriques dus à des événements extérieurs (par exemple la foudre) ou des avaries matérielles. et une reprise de service

Ce contrôle-commande utilise des technologies de l’électronique et du numérique. Il en va de même pour les systèmes de surveillance et de commande à distance depuis les centres de conduite, à base de technologies d’informatique industrielle et de télécommunications par voies optique, filaire ou

Ces systèmes présentent potentiellement les mêmes enjeux de gestion d’obsolescence (matérielle et logicielle).

Maintenir la fiabilité du réseau national et européen résulte donc de compromisentre les incidents les plus probables, qui ne doivent pas affecter les clients

incidents les plus graves qui obligent à délester une partie des clients. Les analyses préventives de sécurité sont alors nécessaires pour maximiser la fiabilité du système, en

(capacité à fournir la puissance et l’énergie compte tenu des indisponibilités prévues ou non prévues),

(capacité à résister à des perturbations soudaines, voire des attaques intentionnelles sans interrompre la fourniture d’énergie).

Par exemple, une partie importante des postes en 400 kV a accompagné le développement du programme nucléaire en France dans l

années 80. Le vieillissement global des équipements doit être suivi et géré plus finement pour éviter de se trouver confronté

10

appliquées (optimisation notamment) et instrumentation/suivi des composants. Ceci s’effectue faire émerger de nouveaux

plus fiables et moins

dans la durée, le patrimoine de matériels utilisant des technologies très

la création et le maintien de pour assurer ce service qui couvre :

ristique d’être en extérieur avec, parfois, une

des technologies et des procédures

ents critiques du réseau de transport reçoivent l’énergie électrique, fait appel à de nombreux

en forte évolution sous les contraintes et d’optimisation

. Leur maintenance réclame des qualifications de plus en (travaux sous tension, thermographie infrarouge,…).

conduite s de systèmes qui permettent

de défauts électriques dus à des événements extérieurs (par et une reprise de service

commande utilise des technologies de l’électronique et du numérique. Il en va de même pour les systèmes de surveillance et de commande à distance depuis les centres de conduite, à base de technologies

par voies optique, filaire ou Ces systèmes présentent potentiellement les mêmes enjeux de gestion

compromis sur les risques qui ne doivent pas affecter les clients, et les

incidents les plus graves qui obligent à délester une partie des clients. Les analyses abilité du système, en

(capacité à fournir la puissance et l’énergie compte tenu des

(capacité à résister à des perturbations soudaines, voire des attaques

Par exemple, une partie importante des postes en 400 kV a accompagné le développement du programme nucléaire en France dans les années 80. Le vieillissement global des équipements doit être suivi et géré plus finement pour éviter de se trouver confronté à des remontées

Une règle déterminante (le critèrearchitectures de réseau qui permettent de respecter ces compromis.européen, qui affectent aussi la fiabilité du réseau, nécessiteront

• de nouvelles techniques au-delà du critère Nl’évolution du parc

• de nouvelles méthodes structurels et opérationnels

• de nouveaux types demain qui intégrproduction ou de plus en plus de composantsd'électronique de puissance

Comme pour la conduite en temps réel, des approches au niveau national se justifient pour définir des améliorations qui viendront au niveau européen.

3. Comment prendre en compte les options de transition énergétique tellequ’amorcées par la France dans une perspective de respect des orientations de décarbonation

La conscience d’un changement climatique majeur en cours, lié à l’utilisation des combustibles fossiles, a amené l’Europe à prendre des positions très volontaristes en matière de réduction des émissions devue auront un impact direct sur le fonctionnement des réseaux électriques :

• Les bâtiments nouveaux pourront être conçus pour devenir à la fois consommateur et producteur d’électricité, et donc soude distribution et de

• La réduction de consommation en énergie fossile peut affecterdans les deux sens, les courbes de demande et donc la planification des investissements dans les rés

Quant au transport routier, l’avènement de véhicules hybrides rechargeables, puis totalement électriques, peut offrir progressivement une flexibilité significative puis peut être directement du stockageglobale d’une nation (1 million de véhicules avec 10 d’énergie électrique stockée). A voies qui pourraient voir le jourdes procédés électrolytiques consommateur

• La production centralisée d’hydrogène gaz existant, soit dans un réseau à construirequi fonctionnent à l’hydrogène (moteur à combustion ou piles à combustibles)

5 Le réseau doit rester viable après la perte d’un élément quelconque.6 La production d’hydrogène à bord du véhicule (à l’aide de réformeurs de combustibles fossiles embarqués sur véhicule) évite un réseau de distribution d’hydrogène, mais ses coûts aujourd’hui ne se justifient que pour des utilisations industrielles.

8 Octobre 2013

Une règle déterminante (le critère appelé"N-1"5) est à ce jour utilisée pour concevoir des architectures de réseau qui permettent de respecter ces compromis. Les interactions au niveau

la fiabilité du réseau, nécessiteront donc de développer :

de nouvelles techniques d’analyse préventive de fiabilité qui permettent d’aller delà du critère N-1 grâce à des approches probabilistes

l’évolution du parc de matériels et de sa fiabilité,

de nouvelles méthodes d’analyse de vulnérabilité du réseau face aux risques structurels et opérationnels,

de nouveaux types de protections et de plans de défense pour les réseaux intégreront la génération d’électricité non « di

de plus en plus de composants raccordés grâce àd'électronique de puissance

Comme pour la conduite en temps réel, des approches au niveau national se justifient pour définir des améliorations qui viendront en soutien de plans de défense coordonnés à l’avenir

Comment prendre en compte les options de transition énergétique tellepar la France dans une perspective de respect des orientations

de décarbonation totale du système électrique européen en 2050

La conscience d’un changement climatique majeur en cours, lié à l’utilisation des combustibles fossiles, a amené l’Europe à prendre des positions très volontaristes en matière de réduction des émissions de CO2 par et pour son économie. Les solutions aujourd’hui en vue auront un impact direct sur le fonctionnement des réseaux électriques :

Les bâtiments nouveaux pourront être conçus pour devenir à la fois consommateur et producteur d’électricité, et donc sources distribuées vues du réseau de distribution et de transport,

La réduction de consommation en énergie fossile peut affecterdans les deux sens, les courbes de demande et donc la planification des investissements dans les réseaux.

Quant au transport routier, l’avènement de véhicules hybrides rechargeables, puis totalement électriques, peut offrir progressivement une flexibilité significative (modes de charge adaptés puis peut être directement du stockage) qui permettra de mieux gérer la courbe de charge globale d’une nation (1 million de véhicules avec 10 kWh à bord représente 10d’énergie électrique stockée). A plus long terme, l’hydrogène ou le méthane

qui pourraient voir le jour, avec plusieurs grandes options possibles consommateurs d’électricité6 :

La production centralisée d’hydrogène et sa distribution (soit dans le réseau de dans un réseau à construire) pourra être utilisée par

qui fonctionnent à l’hydrogène (moteur à combustion ou piles à combustibles)

Le réseau doit rester viable après la perte d’un élément quelconque.

’hydrogène à bord du véhicule (à l’aide de réformeurs de combustibles fossiles embarqués sur véhicule) évite un réseau de distribution d’hydrogène, mais ses coûts aujourd’hui ne se justifient que pour des utilisations industrielles.

11

est à ce jour utilisée pour concevoir des Les interactions au niveau

de développer :

qui permettent d’aller probabilistes cohérentes avec

du réseau face aux risques

pour les réseaux de de la génération d’électricité non « dispatchable » et la

grâce à des équipements

Comme pour la conduite en temps réel, des approches au niveau national se justifient pour en soutien de plans de défense coordonnés à l’avenir

Comment prendre en compte les options de transition énergétique telles par la France dans une perspective de respect des orientations

totale du système électrique européen en 2050 ?

La conscience d’un changement climatique majeur en cours, lié à l’utilisation des combustibles fossiles, a amené l’Europe à prendre des positions très volontaristes en matière

par et pour son économie. Les solutions aujourd’hui en vue auront un impact direct sur le fonctionnement des réseaux électriques :

Les bâtiments nouveaux pourront être conçus pour devenir à la fois consommateur rces distribuées vues du réseau électrique

La réduction de consommation en énergie fossile peut affecter de façon notable, dans les deux sens, les courbes de demande et donc la planification des

Quant au transport routier, l’avènement de véhicules hybrides rechargeables, puis totalement (modes de charge adaptés

ux gérer la courbe de charge à bord représente 10 GWh

méthane sont d’autres sans doute utilisant

soit dans le réseau de être utilisée par les véhicules

qui fonctionnent à l’hydrogène (moteur à combustion ou piles à combustibles).

’hydrogène à bord du véhicule (à l’aide de réformeurs de combustibles fossiles embarqués sur véhicule) évite un réseau de

• La production centralisée de méthane

existant pourra être utilisée p Cette transition énergétique impactera donc directement les réseaux en Europe :

• Accroître l’interconnexion des réseaux de transportproduction d’électricité renouvelable éloignés de servir les besoins de consommation de l’Eupour permettre de connecter ces centres aux lieux de production (schématiquement le vent en Europe du Nord et le solaire en Europe du Sud). La variabilité intrinsèque de certaines sources (solaire,pilotage du réseau plus complexe, tout en créant potentiellement des congestions au sein du réseau pan

• Repenser l’interface transport/distributiondistribution ne sont plus puremeet plus flexible. En effet, lréseaux de distribution ont été largement assouplies, par exemple en Allemagne, en vue de favoriser l’auto consommation pade ressources locales (en particulier photovoltaïques). Ces sources de production et de stockage sont alors de plus en plus difficilement localisablesune adaptation des réseaux qui les accueillentdevient une condition nécessaire de bon fonctionnement du système électrique, nécessitant probablement de déporter une partie de l’intelligence d’observation de contrôle au plus proche des sources intermittentes.

En France, à fin 2012, l’énergie éolienne représentaitd’ici 2020 (dont 6 GW offshore). Pour le solaire photovoltaïque, 2,2 GW étaient déjà installés avec une cible de 5,4 GW d’ici 2020. Cette production sera de plus en plus localisézones favorables (Arc Atlantique et Mer du Nord pour le vent, régions Sud pour le solaire,…) ce qui nécessitera de prendre en compte à la fois le caractère aléatoire de la production et son transport sur des distances longues. européen comme illustré dans la figure ci

Figure 4 : Impact du solaire diffus sur le réseau français en provenance d’Allemagne

8 Octobre 2013

La production centralisée de méthane et sa distribution dans le réseau de gaz être utilisée pour les usages existants ou novateurs

énergétique impactera donc directement les réseaux électriques

Accroître l’interconnexion des réseaux de transport permet à des sites de production d’électricité renouvelable éloignés de servir les besoins de consommation de l’Europe toute entière. Les architectures de réseau évolueront pour permettre de connecter ces centres aux lieux de production (schématiquement le vent en Europe du Nord et le solaire en Europe du Sud). La variabilité intrinsèque de certaines sources (solaire, vent) rendra par ailleurs le pilotage du réseau plus complexe, tout en créant potentiellement des congestions au sein du réseau pan-Européen.

Repenser l’interface transport/distribution (dans un contexte où les réseaux de distribution ne sont plus purement passifs) doit rendre le système plus observable

En effet, les règles de connexion de générateurs de courant aux réseaux de distribution ont été largement assouplies, par exemple en Allemagne, en vue de favoriser l’auto consommation par les acteurs consommateurs disposant de ressources locales (en particulier photovoltaïques). Ces sources de production

sont alors de plus en plus difficilement localisablesune adaptation des réseaux qui les accueillent L’observabilité devient une condition nécessaire de bon fonctionnement du système électrique, nécessitant probablement de déporter une partie de l’intelligence d’observation

au plus proche des sources intermittentes.

, l’énergie éolienne représentait 7,5 GW installés avec 25 GWd’ici 2020 (dont 6 GW offshore). Pour le solaire photovoltaïque, 2,2 GW étaient déjà installés avec une cible de 5,4 GW d’ici 2020. Cette production sera de plus en plus localisézones favorables (Arc Atlantique et Mer du Nord pour le vent, régions Sud pour le solaire,…) ce qui nécessitera de prendre en compte à la fois le caractère aléatoire de la production et son transport sur des distances longues. Dès aujourd’hui, le solaire diffus impacte tout le réseau

comme illustré dans la figure ci-dessous.

Impact du solaire diffus sur le réseau français en provenance d’Allemagne

12

et sa distribution dans le réseau de gaz novateurs

électriques de transport

permet à des sites de production d’électricité renouvelable éloignés de servir les besoins de

rope toute entière. Les architectures de réseau évolueront pour permettre de connecter ces centres aux lieux de production (schématiquement le vent en Europe du Nord et le solaire en Europe du Sud). La

vent) rendra par ailleurs le pilotage du réseau plus complexe, tout en créant potentiellement des congestions

(dans un contexte où les réseaux de nt passifs) doit rendre le système plus observable.

es règles de connexion de générateurs de courant aux réseaux de distribution ont été largement assouplies, par exemple en Allemagne,

r les acteurs consommateurs disposant de ressources locales (en particulier photovoltaïques). Ces sources de production

sont alors de plus en plus difficilement localisables. et nécessitent servabilité de ces sources

devient une condition nécessaire de bon fonctionnement du système électrique, nécessitant probablement de déporter une partie de l’intelligence d’observation et

GW installés avec 25 GW prévus d’ici 2020 (dont 6 GW offshore). Pour le solaire photovoltaïque, 2,2 GW étaient déjà installés avec une cible de 5,4 GW d’ici 2020. Cette production sera de plus en plus localisée dans des zones favorables (Arc Atlantique et Mer du Nord pour le vent, régions Sud pour le solaire,…) ce qui nécessitera de prendre en compte à la fois le caractère aléatoire de la production et son

pacte tout le réseau

Impact du solaire diffus sur le réseau français en provenance d’Allemagne

De ce fait, il est nécessaire de préparer de nouvelles options de solutions

• pour des architectnon plus une juxtaposition d’optima nationaux,

• pour des réseaux capables d’intégrer de nouveaux modes de production d’électricité à tous niveaux

• pour des réseaux capables de prendre en compte l’équilibre offre/demande au niveau pan-Européenpasse les frontières des zones de contrôle où elle est initiée.

4. Comment accro

économiquement acceptables ? La flexibilité du réseau peut croître, par exemple en augmentant les interconnexions avec d’autres Etats Membres de l’Union Européenne. Jusqu’au début des années 90, les interconnexions entre les réseaux de transport avaient pour but unique d’assurer des échanges d’énergies entre grandes compagnies électriques nationales basés sur des contrats fermes long terme donc de volume assez faible, mais surtout de fournir pour des secours mutuel en cas de défaillance. La Directive de 1996 a de facto encouragé des échanges plus dynamiques et plus systématiques entre pays européens, conduisant à ce jour au système électrique le plus complexe au monde.

� 34 Pays interconnectés (dont 3 pays baltes) pour la son optimisation économique et la sécurité d’approvisionnement

� 4 zones synchrones servant 530 millions d’habitants grâce à de 300 000 km (Puissance installée ~ 880 GW, Consommation annuelle ~ 3 200 TWh, Echanges annuels ~ 380 TWh)

L’ouverture des marchés nationaux pousse d’ores et déjà à repenser le management du système électrique européen afin d’assurer la sécurité globale ddes ressources : les phénomènes électriques ne s’arrêtent pas aux frontières administratives. L’incident européen du 4 novembrecette nécessité d’intensifier la coopérationconduite, d’investissements, de fonctionnement et de recherche et d’innovationniveau européen. Désormais, Réseaux de Transport, capable d’abordnouveaux modes opératoires ou l’acquisition de connaissances nouvelles. Outre la flexibilité ainsi offerte par une gestion mieux coordonnée du réseau européenclients connectés au réseau peuvent aussisystème électrique dans son ensemble. On citera par exemple

• les possibilités de modifier le profil de demande par des signaux de prixgrâce à l’arrivée de compteurs plus intelligents, et de distribués,

7 Les aspects cyber-sécurité et leur contenu en termes de recherche/développement ne peuvent pas faire l’objet de publications publiques pour des raisons évidentes… de sécurité

8 Octobre 2013

de préparer de nouvelles options de solutions :

pour des architectures de réseaux adaptés à un optimum sociétal européen, et non plus une juxtaposition d’optima nationaux,

pour des réseaux capables d’intégrer de nouveaux modes de production à tous niveaux,

pour des réseaux capables de prendre en compte l’équilibre offre/demande Européen, alors que la production d’électricité solaire et éolienne

passe les frontières des zones de contrôle où elle est initiée.

Comment accroitre la flexibilité du système électrique à des coûts économiquement acceptables ?

La flexibilité du réseau peut croître, par exemple en augmentant les interconnexions avec d’autres Etats Membres de l’Union Européenne. Jusqu’au début des années 90, les nterconnexions entre les réseaux de transport avaient pour but unique d’assurer des échanges

d’énergies entre grandes compagnies électriques nationales basés sur des contrats fermes long terme donc de volume assez faible, mais surtout de fournir pour des périodes brèves un

cas de défaillance. La Directive de 1996 a de facto encouragé des échanges plus dynamiques et plus systématiques entre pays européens, conduisant à ce jour au système électrique le plus complexe au monde.

rconnectés (dont 3 pays baltes) pour la sécurité7 du système électrique, économique et la sécurité d’approvisionnement.

4 zones synchrones servant 530 millions d’habitants grâce à un réseau de transport 300 000 km (Puissance installée ~ 880 GW, Consommation annuelle ~ 3 200

TWh, Echanges annuels ~ 380 TWh).

L’ouverture des marchés nationaux pousse d’ores et déjà à repenser le management du système électrique européen afin d’assurer la sécurité globale du système, par mutualisation des ressources : les phénomènes électriques ne s’arrêtent pas aux frontières administratives.

novembre 2006 a contribué à une prise de conscience partagée de cette nécessité d’intensifier la coopération entre Etats Membres en termeconduite, d’investissements, de fonctionnement et de recherche et d’innovation

. Désormais, ENTSO-E est l’association européenne des Gestionnaires de , capable d’aborder collectivement de nouveaux investissements, de

nouveaux modes opératoires ou l’acquisition de connaissances nouvelles.

Outre la flexibilité ainsi offerte par une gestion mieux coordonnée du réseau européenconnectés au réseau peuvent aussi contribuer à l’accroissement de la flexibilité du

système électrique dans son ensemble. On citera par exemple :

les possibilités de modifier le profil de demande par des signaux de prixgrâce à l’arrivée de compteurs plus intelligents, et de systèmes de contrôle

sécurité et leur contenu en termes de recherche/développement ne peuvent pas faire l’objet de publications publiques

13

adaptés à un optimum sociétal européen, et

pour des réseaux capables d’intégrer de nouveaux modes de production

pour des réseaux capables de prendre en compte l’équilibre offre/demande , alors que la production d’électricité solaire et éolienne

itre la flexibilité du système électrique à des coûts

La flexibilité du réseau peut croître, par exemple en augmentant les interconnexions avec d’autres Etats Membres de l’Union Européenne. Jusqu’au début des années 90, les nterconnexions entre les réseaux de transport avaient pour but unique d’assurer des échanges

d’énergies entre grandes compagnies électriques nationales basés sur des contrats fermes long périodes brèves un

cas de défaillance. La Directive de 1996 a de facto encouragé des échanges plus dynamiques et plus systématiques entre pays européens, conduisant à ce jour au système

du système électrique,

un réseau de transport 300 000 km (Puissance installée ~ 880 GW, Consommation annuelle ~ 3 200

L’ouverture des marchés nationaux pousse d’ores et déjà à repenser le management du u système, par mutualisation

des ressources : les phénomènes électriques ne s’arrêtent pas aux frontières administratives. 2006 a contribué à une prise de conscience partagée de

entre Etats Membres en termes de codes de conduite, d’investissements, de fonctionnement et de recherche et d’innovation système au

’association européenne des Gestionnaires de er collectivement de nouveaux investissements, de

Outre la flexibilité ainsi offerte par une gestion mieux coordonnée du réseau européen, les contribuer à l’accroissement de la flexibilité du

les possibilités de modifier le profil de demande par des signaux de prix, ceci systèmes de contrôle

sécurité et leur contenu en termes de recherche/développement ne peuvent pas faire l’objet de publications publiques

Figure 5 : Exemples de modifications des profils de consommation

• l’apport du stockage

• la contrôlabilité des générateurs d’énergie électrique renouvelable La demande en électricité, jusqu’à des périodes récentes, a été largement considérée comme non contrôlable. Avant l’arrivée de technologies de communication et de contrôle de faibles coûts, les responsables du système électrique se sont évertués à ajuster en permanence la production à la consommation. Dans la mesure où la production deviendra moins facilement ajustable (du fait du déploiement de la production décentralisée et de l’utilisation des renouvelables), l’ajustement de la consommation devient un enjeu majeur pour la prochaindécennie, d’autant plus que des technologies nouvelles permettront de prédire la demande et d’agir de manière déterministe sur cette demande :

• Un congélateur peut avancer ou décaler le fonctionnement de son compresseur d’une heure sans changer de manièrefonctionnement.

• Le chauffe-eau électrique permet d’ores et déjà des décalages de 12 à 18 heures sur l’appel d’électricité.

Comment donc rendre attractive financièrement la flexibilité des utilisateursmodalités de valorisation de cette flexibilitépuisqu’il recouvre différents points de vue :

• Celui du consommateurqui, dans le cas où l’énergie impacte trèsl’efficience dans l’utilisation.

• Celui du fournisseur

• Celui du producteur et du vendeur d’électricitétemporairement, ou demander à décaler upropres revenus d’exploitation

Un champ d’actions sur les couches logicielles et/ou virtuelles décrites plus haut ouvrent de nombreuses voies d’amélioration rapide du système électrique

8 Par opposition aux améliorations de la couche physique beaucoup plus longue à

8 Octobre 2013

Exemples de modifications des profils de consommation

l’apport du stockage d’énergie,

la contrôlabilité des générateurs d’énergie électrique renouvelable

jusqu’à des périodes récentes, a été largement considérée comme non contrôlable. Avant l’arrivée de technologies de communication et de contrôle de faibles coûts, les responsables du système électrique se sont évertués à ajuster en permanence la

à la consommation. Dans la mesure où la production deviendra moins facilement ajustable (du fait du déploiement de la production décentralisée et de l’utilisation des renouvelables), l’ajustement de la consommation devient un enjeu majeur pour la prochaindécennie, d’autant plus que des technologies nouvelles permettront de prédire la demande et d’agir de manière déterministe sur cette demande :

Un congélateur peut avancer ou décaler le fonctionnement de son compresseur d’une heure sans changer de manière significative la température de

eau électrique permet d’ores et déjà des décalages de 12 à 18 heures sur l’appel d’électricité.

Comment donc rendre attractive financièrement la flexibilité des utilisateursdalités de valorisation de cette flexibilité ? Ce sujet reste d’une grande complexité

puisqu’il recouvre différents points de vue :

elui du consommateur, qui recherche simplicité, fiabilité et prix attractifs, et qui, dans le cas où l’énergie impacte très lourdement son budget, recherche aussi l’efficience dans l’utilisation.

fournisseur d’électricité qui doit assumer les pointes de charge

elui du producteur et du vendeur d’électricité qui peuvent stocker temporairement, ou demander à décaler une demande, ceci afin d’optimiser leurs

revenus d’exploitation.

Un champ d’actions sur les couches logicielles et/ou virtuelles décrites plus haut ouvrent de nombreuses voies d’amélioration rapide du système électrique8 : cependant,

Par opposition aux améliorations de la couche physique beaucoup plus longue à tester et déployer

14

Exemples de modifications des profils de consommation

la contrôlabilité des générateurs d’énergie électrique renouvelable.

jusqu’à des périodes récentes, a été largement considérée comme non contrôlable. Avant l’arrivée de technologies de communication et de contrôle de faibles coûts, les responsables du système électrique se sont évertués à ajuster en permanence la

à la consommation. Dans la mesure où la production deviendra moins facilement ajustable (du fait du déploiement de la production décentralisée et de l’utilisation des renouvelables), l’ajustement de la consommation devient un enjeu majeur pour la prochaine décennie, d’autant plus que des technologies nouvelles permettront de prédire la demande et

Un congélateur peut avancer ou décaler le fonctionnement de son compresseur significative la température de

eau électrique permet d’ores et déjà des décalages de 12 à 18 heures

Comment donc rendre attractive financièrement la flexibilité des utilisateurs ? Quelles sont les Ce sujet reste d’une grande complexité

fiabilité et prix attractifs, et lourdement son budget, recherche aussi

qui doit assumer les pointes de charge.

qui peuvent stocker ne demande, ceci afin d’optimiser leurs

Un champ d’actions sur les couches logicielles et/ou virtuelles décrites plus haut ouvrent de : cependant, il faut en tester le

tester et déployer.

potentiel à une échelle suffisante pour pouvoir extrapoler les coûts et les bénéfices de ces options innovantes avant d’en

5. Comment mieux assude savoir identifier, mesurer, quantifier et minimiser les impacts environnementaux du réseau de transport

RTE a pris des engagements de service public visl’environnement :

• réaliser au moins 30 % des lignes haute tension à technique souterraine

• ne pas accroitre la longueur totale des lignes aériennesconstruction de nouvelles lignes aériennes au démontage de lignes existantes sur une longueur équivalente,

• financer à hauteurde nouvelles lignes aériennesmesures de développement durable ou esthétique (intégration améliorée).

Une approche plus proactive va délectrique dont RTE a la charge. Lmesurés, quantifiés afin de les minimiser sur des bases transparentes et contrôlables. citera, parmi les plus débattus, l’impact des champs électromagnétiques, d’aménagement de la biodiversité autour des lignes (aériennes et souterraines), du bruit des ouvrages (postes transformateurs) ou du manque d’intégration esthétique d’ouvrages au paysage. Le alors de dépasser tout jugement subjectifdes bases autant que possible quantitatives. .

6. Comment intégrer scientifiques et technologiques pertinenglobale de l’entreprise

Le développement d’innovations pour répondre aux trois fonctions clés de RTE voit se confronter à chaque étape une palette de combinaisons possibles entre des solutions matérielles (la couche basse de la structure), logiciellestructure) ou économiques (des règles de marché pour favoriser des comportements plus efficients des acteurs de ce marchéRecherche et Développement technologiques, matérielles et logicielles pertinentes, En fait, le bon équilibre entre les trois couches évolue dans le temps : laisser cet arbitrage aux seules offres des fournisseurs de technologies laisserait le champ libre à des solutions certes innovantes, mais probablement propriétaires et donc difficilement interopérables, ce qui réduit d’autant la flexibilité des réseaux.aux besoins du système électrique requis pour satisfaire

8 Octobre 2013

potentiel à une échelle suffisante pour pouvoir extrapoler les coûts et les bénéfices de ces options innovantes avant d’en recommander le déploiement.

mieux assurer une responsabilité sociétale globale qui nécessite identifier, mesurer, quantifier et minimiser les impacts

environnementaux du réseau de transport ?

RTE a pris des engagements de service public vis-à-vis de l’impact de son activité sur

réaliser au moins 30 % des lignes haute tension à créer ou à reconstruire en technique souterraine

ne pas accroitre la longueur totale des lignes aériennes en conditionnant la construction de nouvelles lignes aériennes au démontage de lignes existantes sur une longueur équivalente,

financer à hauteur de 8-10 % de son coût total l’accompagnement de projets de nouvelles lignes aériennes : cet accompagnement peut déboucher sur des mesures de développement durable ou esthétique (intégration visuelle au paysage

active va de pair avec l’optimisation de la valeur d’usage du système électrique dont RTE a la charge. Les impacts environnementaux doivent doncmesurés, quantifiés afin de les minimiser sur des bases transparentes et contrôlables.

les plus débattus, l’impact des champs électromagnétiques, d’aménagement de la biodiversité autour des lignes (aériennes et souterraines), du bruit des ouvrages (postes transformateurs) ou du manque d’intégration esthétique d’ouvrages au paysage. Le alors de dépasser tout jugement subjectif et de confronter différentes options de solutions sur des bases autant que possible quantitatives.

intégrer un éventail de plus en plus large d’évolutions scientifiques et technologiques pertinentes au service de la performance globale de l’entreprise ?

Le développement d’innovations pour répondre aux trois fonctions clés de RTE voit se confronter à chaque étape une palette de combinaisons possibles entre des solutions

se de la structure), logicielles (la couche intermédiaire de la (des règles de marché pour favoriser des comportements plus

de ce marché). Ceci suppose donc qu’en amont du programme de ment une veille permanente soit menée sur les évolutions

technologiques, matérielles et logicielles pertinentes, puis d’en valider le potentiel pour RTE. En fait, le bon équilibre entre les trois couches évolue dans le temps : laisser cet arbitrage aux seules offres des fournisseurs de technologies laisserait le champ libre à des solutions certes

ement propriétaires et donc difficilement interopérables, ce qui réduit d’autant la flexibilité des réseaux. Il ne serait en outre pas garanti que ces solutions répondent aux besoins du système électrique requis pour satisfaire la majorité de ses utilisate

15

potentiel à une échelle suffisante pour pouvoir extrapoler les coûts et les bénéfices de ces

er une responsabilité sociétale globale qui nécessite identifier, mesurer, quantifier et minimiser les impacts

vis de l’impact de son activité sur

créer ou à reconstruire en

en conditionnant la construction de nouvelles lignes aériennes au démontage de lignes existantes sur

10 % de son coût total l’accompagnement de projets : cet accompagnement peut déboucher sur des

visuelle au paysage

e pair avec l’optimisation de la valeur d’usage du système donc être identifiés,

mesurés, quantifiés afin de les minimiser sur des bases transparentes et contrôlables. On les plus débattus, l’impact des champs électromagnétiques, d’aménagement de la

biodiversité autour des lignes (aériennes et souterraines), du bruit des ouvrages (postes transformateurs) ou du manque d’intégration esthétique d’ouvrages au paysage. Le défi est

et de confronter différentes options de solutions sur

un éventail de plus en plus large d’évolutions tes au service de la performance

Le développement d’innovations pour répondre aux trois fonctions clés de RTE voit se confronter à chaque étape une palette de combinaisons possibles entre des solutions

(la couche intermédiaire de la (des règles de marché pour favoriser des comportements plus

). Ceci suppose donc qu’en amont du programme de une veille permanente soit menée sur les évolutions

d’en valider le potentiel pour RTE. En fait, le bon équilibre entre les trois couches évolue dans le temps : laisser cet arbitrage aux seules offres des fournisseurs de technologies laisserait le champ libre à des solutions certes

ement propriétaires et donc difficilement interopérables, ce qui réduit Il ne serait en outre pas garanti que ces solutions répondent

ses utilisateurs.

4 Une organisation et un management

défis

Les prochains défis auxquels le système électrique doit répondre sont à l’évidence très interdépendants. L’équipe R&D nouvelles grâce à une approche globale du système électrique : les options de solutions innovantes tiennent compte d’un jeu complexe de contraintes propres au réseau électrique français de transport, mais aussi à la montée en charge d’interconnexions avec les systnationaux voisins en vue de construire progressivement un marché pan Européen unique de l’électricité (donc un système de systèmes) Une analyse des succès récents de l’équipe montre que le processus de R&D doit s’appuyer sur quatre piliers.

Figure

1) Un réexamen du rôle et de l’optimisation des interfacestechnologies, entre processus, entre organisations) domaines que ces interfacestechnologie, chaque processus, chaque organisation) : en effet, chacun s’est construit sur des décennies d’expertise pour atteindre un optimum local, ce qui a nécessité une révision souvent profonde de sa propre chaîne de valeur interne à l’entreprise pour pouvoir atteindre l’optimum recherché. C’est pour cela que le programme de R&D de RTE favorise une interaction constante entre :

• acquisition de connaissance

o exploitation du systèmeélectrique,

o management des actifs de RTEoutils nouveaux

o développement du réseaufutur.

9 Qui couvre l’ensemble des activités de

8 Octobre 2013

et un management de la R&D pour répondre à ces

Les prochains défis auxquels le système électrique doit répondre sont à l’évidence très interdépendants. L’équipe R&D de RTE souhaite continuer la construction de solutions

une approche globale du système électrique : les options de solutions innovantes tiennent compte d’un jeu complexe de contraintes propres au réseau électrique

, mais aussi à la montée en charge d’interconnexions avec les systnationaux voisins en vue de construire progressivement un marché pan Européen unique de

(donc un système de systèmes).

Une analyse des succès récents de l’équipe montre que le processus de R&D doit s’appuyer

Figure 6 : Les quatre piliers du processus de R&D

Un réexamen du rôle et de l’optimisation des interfaces (entre technologies, entre processus, entre organisations) plutôt qu’à l’intérieur même de

ces interfaces délimitent (propres à chaque technologie, chaque processus, chaque organisation) : en effet, chacun s’est construit sur des décennies d’expertise pour atteindre un optimum local, ce qui a nécessité une

onde de sa propre chaîne de valeur interne à l’entreprise pour pouvoir atteindre l’optimum recherché. C’est pour cela que le programme de R&D de RTE favorise une interaction constante entre :

acquisition de connaissance autour des trois fonctions :

ation du système et des marchés : optimiser en continu le système

management des actifs de RTE9 : préparer et implémenter des méthodes et outils nouveaux

développement du réseau et économie : imaginer et préparer le réseau du

Qui couvre l’ensemble des activités de réparation, remplacement et maintenance

16

de la R&D pour répondre à ces

Les prochains défis auxquels le système électrique doit répondre sont à l’évidence très la construction de solutions

une approche globale du système électrique : les options de solutions innovantes tiennent compte d’un jeu complexe de contraintes propres au réseau électrique

, mais aussi à la montée en charge d’interconnexions avec les systèmes nationaux voisins en vue de construire progressivement un marché pan Européen unique de

Une analyse des succès récents de l’équipe montre que le processus de R&D doit s’appuyer

(entre fonctions, entre plutôt qu’à l’intérieur même des

(propres à chaque fonction, chaque technologie, chaque processus, chaque organisation) : en effet, chacun s’est construit sur des décennies d’expertise pour atteindre un optimum local, ce qui a nécessité une

onde de sa propre chaîne de valeur interne à l’entreprise pour pouvoir atteindre l’optimum recherché. C’est pour cela que le programme de R&D de

: optimiser en continu le système

: préparer et implémenter des méthodes et

: imaginer et préparer le réseau du

• et optimisation de l’utilisation de ces connaissances

o d’une détection et d’une intégration de connaissancefonctions detechnologiques nouvelles à toute l’activité

o d’une analyse d’impact sur la flexibilité du système électriqueémerger et évaluer le potentiel de flexibilité provenant du réseau et de ses clients,

o d’une analyse d’impact sur l’environnement global de RTEet maîtriser les impacts (économiques, environnementaux, sociétaux) de toute l’activité de RTE,

2) La nécessité de renforcer l’utilisation depour diminuer les temps de développement et innovantes, ceci à une échelle suffisamment proche de l’Echelle 1 pour pouvoir en inférer des lois d’extrapolation fiables. Le réseau électrique est en effet un outil opérationnel, qui ne permet que des expérimentations Echelle 1, donc très coûteuses et comportant un risque important d’interférer avec le bon fonctionnement du lui-même. Chaque application innovante nécessite donc de trouver :

• le niveau de modélisation adaptéquand il s’agit de comprendre le comp

• l’outil de simulation sur la base du modèle choisinumérique ou hybride (quand il s’agit de technologie), numérique ou expérimental (quand il s’agit d’économie),

• le couplage avec l’optimisation sys

3) Un équilibre en constante évolution entre solutions matérielles et logiciellesfait de la numérisation progressive de toutes les fonctions de l’entreprise : ceci oblige à la construction de compromis technoéconomiques qui devront accroître la fledu système électrique sans perdre de sa disponibilité, et à un coût acceptable par leclients sous le contrôle du régulateur

La synthèse système, étape d’optimisation globale qui couple modélisation, simulation, optimisation et contrôle, permetsystème, permettent de maintenir, voire d’accroitre la flexibcapacité de résilience en cas d’incident, et son niveau de fiabilité et de sûreté de fonctionnement, ceci à des coûts acceptables quand on intègre l’ensemble des impacts environnements ou sociétaux. Cette capacité de synthèse système renforcera les atouts parties prenantes du système électrique :

• une capacité à anticiper et faire émerger les besoins futurs du système électrique, qu’ils soient internes à l’entreprise ou au système électrique,

• une capacité à faire émerger des techpour accroitre la flexibilité de l’ensemble du système,

• une capacité de questionnement continu des interfaces

8 Octobre 2013

optimisation de l’utilisation de ces connaissances à l’aune :

d’une détection et d’une intégration de connaissances nouvellefonctions de RTE : détecter et intégrer des connaissances scientifiques et technologiques nouvelles à toute l’activité de R&D de RTE.

d’une analyse d’impact sur la flexibilité du système électriqueémerger et évaluer le potentiel de flexibilité provenant du réseau et de ses

d’une analyse d’impact sur l’environnement global de RTEser les impacts (économiques, environnementaux, sociétaux) de

toute l’activité de RTE,

e renforcer l’utilisation de la modélisation (numérique ou physique) diminuer les temps de développement et valider les prototypes de solutions

à une échelle suffisamment proche de l’Echelle 1 pour pouvoir en inférer des lois d’extrapolation fiables. Le réseau électrique est en effet un outil opérationnel, qui ne permet que des expérimentations Echelle 1, donc très coûteuses et

ant un risque important d’interférer avec le bon fonctionnement du même. Chaque application innovante nécessite donc de trouver :

le niveau de modélisation adapté (physique, numérique, économique ou sociale quand il s’agit de comprendre le comportement d’acteurs du marché),

l’outil de simulation sur la base du modèle choisi qui peut être expérimental, numérique ou hybride (quand il s’agit de technologie), numérique ou expérimental (quand il s’agit d’économie),

le couplage avec l’optimisation système.

Un équilibre en constante évolution entre solutions matérielles et logiciellesla numérisation progressive de toutes les fonctions de l’entreprise : ceci oblige

à la construction de compromis technoéconomiques qui devront accroître la fledu système électrique sans perdre de sa disponibilité, et à un coût acceptable par le

sous le contrôle du régulateur.

La synthèse système, étape d’optimisation globale qui couple modélisation, simulation, permet enfin de recommander des options qui, une fois intégrées au

système, permettent de maintenir, voire d’accroitre la flexibilité du système électrique, de résilience en cas d’incident, et son niveau de fiabilité et de sûreté de

fonctionnement, ceci à des coûts acceptables quand on intègre l’ensemble des impacts

Cette capacité de synthèse système renforcera les atouts de RTE que reconnaissent toutes les parties prenantes du système électrique :

une capacité à anticiper et faire émerger les besoins futurs du système , qu’ils soient internes à l’entreprise ou au système électrique,

une capacité à faire émerger des technologies ou règles de marché nouvellespour accroitre la flexibilité de l’ensemble du système,

une capacité de questionnement continu des interfaces :

17

à l’aune :

nouvelles utiles aux : détecter et intégrer des connaissances scientifiques et

de R&D de RTE.

d’une analyse d’impact sur la flexibilité du système électrique : faire émerger et évaluer le potentiel de flexibilité provenant du réseau et de ses

d’une analyse d’impact sur l’environnement global de RTE : savoir évaluer ser les impacts (économiques, environnementaux, sociétaux) de

la modélisation (numérique ou physique) valider les prototypes de solutions

à une échelle suffisamment proche de l’Echelle 1 pour pouvoir en inférer des lois d’extrapolation fiables. Le réseau électrique est en effet un outil opérationnel, qui ne permet que des expérimentations Echelle 1, donc très coûteuses et

ant un risque important d’interférer avec le bon fonctionnement du système même. Chaque application innovante nécessite donc de trouver :

(physique, numérique, économique ou sociale ortement d’acteurs du marché),

qui peut être expérimental, numérique ou hybride (quand il s’agit de technologie), numérique ou expérimental

Un équilibre en constante évolution entre solutions matérielles et logicielles, du la numérisation progressive de toutes les fonctions de l’entreprise : ceci oblige

à la construction de compromis technoéconomiques qui devront accroître la flexibilité du système électrique sans perdre de sa disponibilité, et à un coût acceptable par les

La synthèse système, étape d’optimisation globale qui couple modélisation, simulation, enfin de recommander des options qui, une fois intégrées au

ilité du système électrique, sa de résilience en cas d’incident, et son niveau de fiabilité et de sûreté de

fonctionnement, ceci à des coûts acceptables quand on intègre l’ensemble des impacts

que reconnaissent toutes les

une capacité à anticiper et faire émerger les besoins futurs du système , qu’ils soient internes à l’entreprise ou au système électrique,

nologies ou règles de marché nouvelles

o interfaces spatiales

national/maille régionale, réseau de

o interfaces temporellesréseau, les opérateurs de maintenance et les développeurs du réseau à long terme,

o interfaces organisationnellesl’électricité, développement,

o interfaces technologiquesalternatif et réseau en courant continu, entre commande centralisée et commande distr

L’organisation de la R&D de RTE fait donc interagir la création de connaissances nouvelles pour les trois fonctions clés de l’entreprise avec trois activités transverses.

Figure 7 : l’organisation matricielle des six thém

Cette organisation permet de couvrir les trois thématiques en interaction constante pour

• exploiter le système électrique

• préparer et implémenter des méthodes et outils nouveauxdes actifs de RTE,

8 Octobre 2013

interfaces spatiales : réseau européen/réseau national, réseau national/maille régionale, réseau de transport/réseau de distribution,

interfaces temporelles entre les opérateurs chargés de la conduite du réseau, les opérateurs de maintenance et les développeurs du réseau à long

interfaces organisationnelles entre l’exploitation du réseau et le marl’électricité, entre exploitation et maintenance, entre maintenance et développement,

interfaces technologiques entre matériel et logiciel, entre réseau en courant alternatif et réseau en courant continu, entre commande centralisée et commande distribuée.

L’organisation de la R&D de RTE fait donc interagir la création de connaissances nouvelles pour les trois fonctions clés de l’entreprise avec trois activités transverses.

l’organisation matricielle des six thématiques de R&D chez RTE

Cette organisation permet de couvrir les trois thématiques en interaction constante pour

le système électrique,

préparer et implémenter des méthodes et outils nouveaux pour des actifs de RTE,

18

: réseau européen/réseau national, réseau /réseau de distribution,

entre les opérateurs chargés de la conduite du réseau, les opérateurs de maintenance et les développeurs du réseau à long

entre l’exploitation du réseau et le marché de entre maintenance et

entre matériel et logiciel, entre réseau en courant alternatif et réseau en courant continu, entre commande centralisée et

L’organisation de la R&D de RTE fait donc interagir la création de connaissances nouvelles

atiques de R&D chez RTE

Cette organisation permet de couvrir les trois thématiques en interaction constante pour :

pour le management

• imaginer et préparer le réseau du futur

Ces trois axes de construction de connaissances nouvelles produisent des options de solutions avec le support d’activités horizontales génériques, véritables conditions nécessaires de succès pour assurer leur déploiement dans

5 Le programme de R&D 2013

Ce paragraphe synthétise le programme de R&D de RTE pour la période 2013l’interaction entre projets en utiprécédente.

5.1 Optimiser en continu l’exploitation du système électrique

L’optimisation en continu du système électrique nécessite d’examiner toutes les sources d’amélioration sur les trois couches du réseau (matériel, logiciel et marché) et ceci pour les trois constantes de temps du système (exploitationterme- et développement réseauentre les cinq pôles de compétences, qui, en combinant les niveaux d’optimisation, permettent de proposer des options nouvelles d’optimisation aux Directions opérationnelles de RTE.

Figure 8 : Une organisation matricielle pour optimiser le système électrique en continu

5.1.1 Intégrer de nouvelles technologies dans le système électrique (réseau de transport, production, consommation

Enjeu : disposer d’une boite à outils de simulation qui permet de modéliser, simuler et optimiser l’impact de toute nouvelle technologie intégrant le

8 Octobre 2013

préparer le réseau du futur.

Ces trois axes de construction de connaissances nouvelles produisent des options de solutions avec le support d’activités horizontales génériques, véritables conditions nécessaires de succès

ement dans les fonctions de RTE.

Le programme de R&D 2013-2016

Ce paragraphe synthétise le programme de R&D de RTE pour la période 2013l’interaction entre projets en utilisant les organisations matricielles présentée

en continu l’exploitation du système électrique

L’optimisation en continu du système électrique nécessite d’examiner toutes les sources d’amélioration sur les trois couches du réseau (matériel, logiciel et marché) et ceci pour les

e temps du système (exploitation-court terme, management des actifset développement réseau-long terme-). Le schéma ci-dessous résume les interactions

entre les cinq pôles de compétences, qui, en combinant les fonctions de l’opérateur et les iveaux d’optimisation, permettent de proposer des options nouvelles d’optimisation aux

Directions opérationnelles de RTE.

Une organisation matricielle pour optimiser le système électrique en continu

les technologies dans le système électrique (réseau de transport, production, consommation, stockage)

: disposer d’une boite à outils de simulation qui permet de modéliser, simuler et optimiser l’impact de toute nouvelle technologie intégrant le système électrique

19

Ces trois axes de construction de connaissances nouvelles produisent des options de solutions avec le support d’activités horizontales génériques, véritables conditions nécessaires de succès

Ce paragraphe synthétise le programme de R&D de RTE pour la période 2013-2016. Il décrit présentées dans la section

L’optimisation en continu du système électrique nécessite d’examiner toutes les sources d’amélioration sur les trois couches du réseau (matériel, logiciel et marché) et ceci pour les

court terme, management des actifs-moyen dessous résume les interactions

de l’opérateur et les iveaux d’optimisation, permettent de proposer des options nouvelles d’optimisation aux

Une organisation matricielle pour optimiser le système électrique en continu

les technologies dans le système électrique (réseau de transport,

: disposer d’une boite à outils de simulation qui permet de modéliser, simuler et système électrique

L’opérateur de réseau doit validerle réseau de transport :

• Fonctions, composantsexemple les lignes à courant continu HVDC

• Nouveaux modes de production d’électricité

• Nouveaux modes de consommation

• Infrastructures de stockage Cette validation nécessite de modéliser les composants, d’icodes de calcul et plates-formes d’étude puis de procéder aux analyses du fonctionnement du système électrique du futur.

Figure 9 : Organisation des thèmes de R&D en vue de l’intégration de no

technologies

Les connaissances nouvelles à acquérir concernent donc globalement l’amélioration continue des techniques de modélisation, de simulation, optimisation et contrôle en vue de leur utilisation au quotidien dans les trois fonctions de RTE. RTE doit donc disposer de moyens de modélisation et simulation qui permettent :

1) de comprendre les interactions non linéaires entre souscompte tenu des modes d’intégration au réseau possibdispose d’un ensemble de codes de calcul permettant de représenter les phénomènes électrotechniques : modèles statiques

8 Octobre 2013

valider, l’intégration de fonctions ou technologies nouvelles dans

, composants et technologies nouvelles de transportexemple les lignes à courant continu HVDC de nouvelle génération

Nouveaux modes de production d’électricité (éolien, photovoltaïque, …)

Nouveaux modes de consommation (effacement ou décalage de consommation)

de stockage

Cette validation nécessite de modéliser les composants, d’intégrer ces modélisations dans les formes d’étude puis de procéder aux analyses du fonctionnement du

: Organisation des thèmes de R&D en vue de l’intégration de nouvelles fonctionnalités ou technologies dans le réseau de transport

es connaissances nouvelles à acquérir concernent donc globalement l’amélioration continue des techniques de modélisation, de simulation, optimisation et contrôle en vue de leur

n au quotidien dans les trois fonctions de RTE. RTE doit donc disposer de moyens de modélisation et simulation qui permettent :

les interactions non linéaires entre sous-ensembles complexescompte tenu des modes d’intégration au réseau possible. Pour le réseau français, RTE dispose d’un ensemble de codes de calcul permettant de représenter les phénomènes

modèles statiques (calculs de répartition, calculs de courants de 20

l’intégration de fonctions ou technologies nouvelles dans

transport (comme par de nouvelle génération)

(éolien, photovoltaïque, …)

(effacement ou décalage de consommation)

ntégrer ces modélisations dans les formes d’étude puis de procéder aux analyses du fonctionnement du

uvelles fonctionnalités ou

es connaissances nouvelles à acquérir concernent donc globalement l’amélioration continue des techniques de modélisation, de simulation, optimisation et contrôle en vue de leur

n au quotidien dans les trois fonctions de RTE. RTE doit donc disposer de moyens de

ensembles complexes our le réseau français, RTE

dispose d’un ensemble de codes de calcul permettant de représenter les phénomènes (calculs de répartition, calculs de courants de

court-circuit…), modèles d’optimisation dynamiques rapides (t>ms pour HYPERSIM). Les évolutions dans le domaine des mathématiques appliquées permettent aujourd’hui de travailler sur une nouvelle gamme de scodes d’optimisation permettant de simuler des systèmes de plus grande taille tout en gardant un excellent compromis entre précision, performance et flexibilité. L’intégration future, au sein du système électrique, de nombreusesplus généralement de composants utilisant de l’électronique de puissance à se doter d’un laboratoire de simulation temps réel pour pouvoir étudier finement l’intégration de ces composantsdes codes de calcul, et installations.

2) de fournir à chaque utilisateur opérationnel chez RTE simulation de réseau en vue de prendre des décisions opératiplateformes d’étude :

• CONVERGENCE horizons temporels de décision. Cette plateconduite régionaux et au système national, avec la capacité analyses du réseau européen

• ASSESS permet des études statistiques de réseau où la couverture d’un grand nombre de situationimpactent le développement du réseau, d’exploitation

• iTESLA, en cours de développement dans un cadre européen, prochaine génération de plateœuvre une approche probabiliste de l’analyse des risques encourus pafin de mettre en œuvre les normes préventives ou curatives qui rendent le système sûr même en cas de survenance de l’un de ces risques.

5.1.2 Mieux exploiter le système Enjeu : - améliorer en continu les outils actuels d’exploitation du système électrique - préparer de nouveaux outils d’exploitation qui intègrent la dimension européenne des interactions entre systèmes électriques Depuis la construction du système de transport français en support au développement de l’électricité d’origine nucléaire, RTE a construit les compétences internes pour développer les outils informatiques critiques utilisés en exploitation du système électrique français. Les connaissances nouvelles à acquérir concernent donc globalement l’amélioration continue de ces outils et le développement de nouvelles approches, en particulier pour répondre aux défis posés par les évolutions des réseaux en Europe.

8 Octobre 2013

circuit…), modèles d’optimisation et modèles dynamiques capables de suivre des t>ms pour EUROSTAG) ou très rapides (t>µs

. Les évolutions dans le domaine des mathématiques appliquées permettent aujourd’hui de travailler sur une nouvelle gamme de simulateurs dynamiques et de codes d’optimisation permettant de simuler des systèmes de plus grande taille tout en gardant un excellent compromis entre précision, performance et flexibilité. L’intégration future, au sein du système électrique, de nombreusesplus généralement de composants utilisant de l’électronique de puissance à se doter d’un laboratoire de simulation temps réel pour pouvoir étudier finement l’intégration de ces composants, valider les modélisations effectuée

et mettre au point les meilleurs modes de pilotage de ces

de fournir à chaque utilisateur opérationnel chez RTE des moyens de modélisation et simulation de réseau en vue de prendre des décisions opérationnelles

CONVERGENCE permet de réaliser des études déterministes pour tous les horizons temporels de décision. Cette plate-forme est connectée aux systèmes de conduite régionaux et au système national, avec la capacité

du réseau européen complet.

ASSESS permet des études statistiques de réseau où la couverture d’un grand nombre de situations est nécessaire pour prendre en compte les incertitudes qui

nt le développement du réseau, mais aussi pour caler des règles

iTESLA, en cours de développement dans un cadre européen, prochaine génération de plate-forme d’étude. iTESLA permettra de mettre en œuvre une approche probabiliste de l’analyse des risques encourus pafin de mettre en œuvre les normes préventives ou curatives qui rendent le système sûr même en cas de survenance de l’un de ces risques.

système électrique d’aujourd’hui et de demain

améliorer en continu les outils actuels d’exploitation du système électrique préparer de nouveaux outils d’exploitation qui intègrent la dimension européenne des interactions entre systèmes électriques

uction du système de transport français en support au développement de l’électricité d’origine nucléaire, RTE a construit les compétences internes pour développer les

critiques utilisés en exploitation du système électrique français.

Les connaissances nouvelles à acquérir concernent donc globalement l’amélioration continue de ces outils et le développement de nouvelles approches, en particulier pour répondre aux

des réseaux en Europe.

21

et modèles dynamiques capables de suivre des µs pour EMTP-RV,

. Les évolutions dans le domaine des mathématiques appliquées permettent imulateurs dynamiques et de

codes d’optimisation permettant de simuler des systèmes de plus grande taille tout en gardant un excellent compromis entre précision, performance et flexibilité. L’intégration future, au sein du système électrique, de nombreuses liaisons HVDC et plus généralement de composants utilisant de l’électronique de puissance a conduit RTE à se doter d’un laboratoire de simulation temps réel pour pouvoir étudier finement

effectuées dans l’ensemble mettre au point les meilleurs modes de pilotage de ces

des moyens de modélisation et onnelles, grâce à trois

permet de réaliser des études déterministes pour tous les est connectée aux systèmes de

conduite régionaux et au système national, avec la capacité d’effectuer des

ASSESS permet des études statistiques de réseau où la couverture d’un grand est nécessaire pour prendre en compte les incertitudes qui

si pour caler des règles

iTESLA, en cours de développement dans un cadre européen, préfigure la permettra de mettre en

œuvre une approche probabiliste de l’analyse des risques encourus par le réseau, afin de mettre en œuvre les normes préventives ou curatives qui rendent le

améliorer en continu les outils actuels d’exploitation du système électrique préparer de nouveaux outils d’exploitation qui intègrent la dimension

uction du système de transport français en support au développement de l’électricité d’origine nucléaire, RTE a construit les compétences internes pour développer les

critiques utilisés en exploitation du système électrique français.

Les connaissances nouvelles à acquérir concernent donc globalement l’amélioration continue de ces outils et le développement de nouvelles approches, en particulier pour répondre aux

Figure 10 : organisation de la R&D pour améliorer l’exploitation du système électrique

• Assurer l’amélioration continue du réseau de tréglages de fréquence et de tension, et de contrôle des performances des servicessystèmes :

o La maîtrise de la tensionélectrique. Le retour d’expérience de ces dernières années renforcé de maîtrise de la tension sur le réseau français. RTE s’est donc engagé dans la conception, le développement et la maintenance des outils de réglages secondaires de la tension et de leurs évolutionplace de nouveaux moyens de compensati(CSPR, liaisons HVDC, production renouvelable interfacée au réseau par de l’électronique de puissance…

o Le réglage de fréquence(écarts déterministes aux heures rondes notammentdes causes réelles d’écarts parfois importants requiert de nouveaux travauxqui doivent conduire à une identification préventive des futurs écarts en vue de les résorber par des actions manuelles ou automatiques

o Au-delà des outils effets en cascade que font courir certains événements graves (écroulement de tension, déséquilibre offreplans de défense contre ces phénomènesdécentralisés

o RTE doit enfin contrôler que les engagements contractuels des producteurs relatifs à la fourniture de services au système électrique sont qualitativement et quantitativement respectés, ainsi que leur participation au mécanisd’ajustement. Deux outils opérationnelles : CDP Prod qui élabore des diagnostics de performance à partir des mesures disponibles sur le réseau et par comparaison avec les engagements contractuels des des Courbes de ProductION) qui permet aux opérateurs de suivre la programmation en temps réel différé de 15 minutes et d’identifier ainsi plus rapidement les groupes en écart vis

• Développer des méthodes nouvelles pour l’exploitation future du système électrique :

o Le retour d’expérience sur l’exploitation du système électrique européen a mis en lumière la nécessité d’améliorer les processus de coopération actuels

8 Octobre 2013

organisation de la R&D pour améliorer l’exploitation du système électrique

Assurer l’amélioration continue du réseau de transport, grâce à des outils réglages de fréquence et de tension, et de contrôle des performances des services

La maîtrise de la tension est l’un des éléments clés de la sûreté du système électrique. Le retour d’expérience de ces dernières années

de maîtrise de la tension sur le réseau français. RTE s’est donc engagé dans la conception, le développement et la maintenance des outils de réglages secondaires de la tension et de leurs évolutionplace de nouveaux moyens de compensation de la puissance réactive CSPR, liaisons HVDC, production renouvelable interfacée au réseau par de

l’électronique de puissance…).

Le réglage de fréquence a donné lieu à des analyses au niveau d’(écarts déterministes aux heures rondes notamment). Ldes causes réelles d’écarts parfois importants requiert de nouveaux travauxqui doivent conduire à une identification préventive des futurs écarts en vue de les résorber par des actions manuelles ou automatiques

delà des outils de réglages et des règles d’exploitation, les possibles effets en cascade que font courir certains événements graves (écroulement de tension, déséquilibre offre-demande) conduisent RTE à développer des plans de défense contre ces phénomènes, via des automatedécentralisés.

RTE doit enfin contrôler que les engagements contractuels des producteurs relatifs à la fourniture de services au système électrique sont qualitativement et quantitativement respectés, ainsi que leur participation au mécanisd’ajustement. Deux outils sont mis à la disposition des équipes opérationnelles : CDP Prod qui élabore des diagnostics de performance à partir des mesures disponibles sur le réseau et par comparaison avec les engagements contractuels des producteurs concernés, et SCORPION (Suivi des Courbes de ProductION) qui permet aux opérateurs de suivre la programmation en temps réel différé de 15 minutes et d’identifier ainsi plus rapidement les groupes en écart vis-à-vis de la programmation des réserves.

des méthodes nouvelles pour l’exploitation future du système

Le retour d’expérience sur l’exploitation du système électrique européen a mis en lumière la nécessité d’améliorer les processus de coopération actuels

22

organisation de la R&D pour améliorer l’exploitation du système électrique

ransport, grâce à des outils de réglages de fréquence et de tension, et de contrôle des performances des services

de la sûreté du système électrique. Le retour d’expérience de ces dernières années montre un besoin

de maîtrise de la tension sur le réseau français. RTE s’est donc engagé dans la conception, le développement et la maintenance des outils de réglages secondaires de la tension et de leurs évolutions, et de la mise en

on de la puissance réactive CSPR, liaisons HVDC, production renouvelable interfacée au réseau par de

donné lieu à des analyses au niveau d’ENTSO-E L’analyse objective

des causes réelles d’écarts parfois importants requiert de nouveaux travaux qui doivent conduire à une identification préventive des futurs écarts en vue de les résorber par des actions manuelles ou automatiques.

réglages et des règles d’exploitation, les possibles effets en cascade que font courir certains événements graves (écroulement

demande) conduisent RTE à développer des via des automates centralisés ou

RTE doit enfin contrôler que les engagements contractuels des producteurs relatifs à la fourniture de services au système électrique sont qualitativement et quantitativement respectés, ainsi que leur participation au mécanisme

mis à la disposition des équipes opérationnelles : CDP Prod qui élabore des diagnostics de performance à partir des mesures disponibles sur le réseau et par comparaison avec les

cernés, et SCORPION (Suivi des Courbes de ProductION) qui permet aux opérateurs de suivre la programmation en temps réel différé de 15 minutes et d’identifier ainsi plus

vis de la programmation des réserves.

des méthodes nouvelles pour l’exploitation future du système

Le retour d’expérience sur l’exploitation du système électrique européen a mis en lumière la nécessité d’améliorer les processus de coopération actuels

entre les GRTs européens. CORactivités opérationnelles en 2009 et a depuis été rejoint par National Grid, Terna et 50 Hz. D'autres initiatives de coordination ont été lancées par d’autres GRTs courant 2009 en Europe et sont à des degrés diversdéveloppement (SSC, TSC). RTE développe et fournit des outils (via la plate-forme Convergence notamment)

o Les calculs de capacités aux interconnexions dans les réseaux très maillés bénéficient de la méthode « Flowest désormais introduite dans les codes de réseaux européens en cours d’élaboration (en tant que processus de calcul de capacités coordonné entre GRTs européens), et en cours d’insertion opérationnelle au dispatching national de RTE

o Un projet de R&D sur les systèmes de conduite du futur sera validé en 2013. Ces systèmes font le lien entre les opérateurs des centres de contrôle du réseau électrique et les équipements réels du système. Les travaux porteront sur plusieurs axessystèmes, ergonomie.

5.1.3 Manager de manière prévisionnelle Enjeu : Développer et valider une approche probabiliste du risque de défaillance de fonctions (et non plus seulementflexibilité du système électrique à des coûts acceptables grâce à un meilleur couplage entre exploitation, maintenance et planification du réseau Grâce à la mutualisation de ressources inscrites au cœur même des réseaux maillés, réseaux de transport sont capables de garantir une très bonne sécurité d’alimentationde n’importe quel élément du réseau n’entraîne pas de coupure d’alimentation électrique grâce à la règle dite du N-1. Cependant, chaque fonction du réseau qui contribue à sa réalisation) n’a pas la même probabilité de défaillancedépend, entre autres, des événementssa maintenance. De plus, les conséquences dépendantes de la localisation de l’équipement et des fonctions qu’il assure. économiquement optimal d’avoir le même niveau de maintenance, voire de redondance, pour l’ensemble des fonctions/équipements Une analyse probabiliste du risque d’exploitation, tenant compte du risque de défaillance de chaque composant, permet donc de coupler exploitation, maintenance et développement du réseau de façon à en optimiser la valeur d’us

Figure 11 : organisation de la R&D pour le management prévisionnel des actifs

8 Octobre 2013

entre les GRTs européens. CORESO, créé par RTE et Elia, a commencé ses activités opérationnelles en 2009 et a depuis été rejoint par National Grid, Terna et 50 Hz. D'autres initiatives de coordination ont été lancées par d’autres GRTs courant 2009 en Europe et sont à des degrés diversdéveloppement (SSC, TSC). RTE développe et fournit des outils (via la

forme Convergence notamment).

Les calculs de capacités aux interconnexions dans les réseaux très maillés bénéficient de la méthode « Flow-Based » conçue et proposée par RTE. Elest désormais introduite dans les codes de réseaux européens en cours d’élaboration (en tant que processus de calcul de capacités coordonné entre GRTs européens), et en cours d’insertion opérationnelle au dispatching national de RTE.

de R&D sur les systèmes de conduite du futur sera validé en 2013. Ces systèmes font le lien entre les opérateurs des centres de contrôle du réseau électrique et les équipements réels du système. Les travaux porteront sur plusieurs axes : approche contextuelle et dynamique, automatisation des

, ergonomie.

de manière prévisionnelle les actifs de RTE

Développer et valider une approche probabiliste du risque de défaillance de seulement de familles de technologies) de façon à accroitre la

flexibilité du système électrique à des coûts acceptables grâce à un meilleur couplage entre exploitation, maintenance et planification du réseau.

Grâce à la mutualisation de ressources inscrites au cœur même des réseaux maillés, réseaux de transport sont capables de garantir une très bonne sécurité d’alimentationde n’importe quel élément du réseau n’entraîne pas de coupure d’alimentation électrique

1. Cependant, chaque fonction du réseau (et donc chaque composant qui contribue à sa réalisation) n’a pas la même probabilité de défaillance

événements passés vécus par le composant, de son vieillissement, de De plus, les conséquences de la défaillance d’un équipement sont elles aussi

de la localisation de l’équipement et des fonctions qu’il assure. d’avoir le même niveau de maintenance, voire de redondance, pour

équipements d’une même gamme. Une analyse probabiliste du risque d’exploitation, tenant compte du risque de défaillance de chaque composant, permet donc de coupler exploitation, maintenance et développement du réseau de façon à en optimiser la valeur d’usage pour les clients.

organisation de la R&D pour le management prévisionnel des actifs

23

SO, créé par RTE et Elia, a commencé ses activités opérationnelles en 2009 et a depuis été rejoint par National Grid, Terna et 50 Hz. D'autres initiatives de coordination ont été lancées par d’autres GRTs courant 2009 en Europe et sont à des degrés divers de développement (SSC, TSC). RTE développe et fournit des outils (via la

Les calculs de capacités aux interconnexions dans les réseaux très maillés Based » conçue et proposée par RTE. Elle

est désormais introduite dans les codes de réseaux européens en cours d’élaboration (en tant que processus de calcul de capacités coordonné entre GRTs européens), et en cours d’insertion opérationnelle au sein du

de R&D sur les systèmes de conduite du futur sera validé en 2013. Ces systèmes font le lien entre les opérateurs des centres de contrôle du réseau électrique et les équipements réels du système. Les travaux porteront

lle et dynamique, automatisation des

Développer et valider une approche probabiliste du risque de défaillance de de façon à accroitre la

flexibilité du système électrique à des coûts acceptables grâce à un meilleur couplage

Grâce à la mutualisation de ressources inscrites au cœur même des réseaux maillés, les réseaux de transport sont capables de garantir une très bonne sécurité d’alimentation : la perte de n’importe quel élément du réseau n’entraîne pas de coupure d’alimentation électrique

(et donc chaque composant qui contribue à sa réalisation) n’a pas la même probabilité de défaillance. Cette probabilité

, de son vieillissement, de de la défaillance d’un équipement sont elles aussi

de la localisation de l’équipement et des fonctions qu’il assure. Il n’est plus d’avoir le même niveau de maintenance, voire de redondance, pour

Une analyse probabiliste du risque d’exploitation, tenant compte du risque de défaillance de chaque composant, permet donc de coupler exploitation, maintenance et développement du

organisation de la R&D pour le management prévisionnel des actifs de RTE

Un projet européen (GARPURlien étroit avec le développement de la platemanagement des risques aux différentes échéances temporelles caractéristiques des des GRT : développement du réseau, gestactifs et développement du réseau. RTE est responsable de la partie centrale consacrée au management prévisionnel des actifs. L’idée directrice est de tester de nouvelles règles de sûreté probabilistes ; renduesinformatique (base de données et leur modes d’exploration), (optimisation notamment) et monitoring des composants, mais aussi prendre en compte le risque précis de défaillance d’un type d’équipement (ligne, cellule) ou d’une source de production..

5.1.4 Développer le réseau de transport Enjeu : Disposer de méthodes de planification qui permettent d’optimiser la valeur d’usage du système électrique RTE accompagne les évolutions du système électrique aux différentes mailles géographiques (européenne, nationale, régionale) par des doivent prendre en compte des incertitudunités de production aux frontières, transits aux frontières, etc…), mais aussi d’opposition croissante du public à la création de nouveaux ouvrages.

Figure 12 : organisation de la R&D a

Pour les mailles européennes et nationales, ces méthodes nouvelles sont abordées dans le cadre du projet européen eSeptembre 2012 (échéance fin 2015), il suit deux méthodologies en parallèle :

1) L’adaptation de méthodes existantespar l’ensemble des GRT européens, de proposer des scénarios d’évolution du réseau de référence 2020 vers l’horizon 2050, en cohérence avec les scénarios d’évolution de la

10 GARPUR : Generally Accepted Reliability Principle with Uncertainty modelling and through probabilistic Risk assessment

8 Octobre 2013

(GARPUR10) démarre en septembre 2013 pour permettre de revisiter, en lien étroit avec le développement de la plate-forme iTesla, les règles de sûreté et le management des risques aux différentes échéances temporelles caractéristiques des

: développement du réseau, gestion des actifs et exploitation du système, gestion des actifs et développement du réseau. RTE est responsable de la partie centrale consacrée au management prévisionnel des actifs. L’idée directrice est de tester de nouvelles règles de

; rendues possibles grâce aux progrès effectués dans le domaineinformatique (base de données et leur modes d’exploration), mathématiques appliquées (optimisation notamment) et monitoring des composants, mais aussi rendues

te le risque précis de défaillance d’un type d’équipement (ligne, cellule) ou

de transport

Disposer de méthodes de planification qui permettent d’optimiser la valeur d’usage du système électrique pour ceux qui y sont connectés.

accompagne les évolutions du système électrique aux différentes mailles géographiques (européenne, nationale, régionale) par des méthodes et outils de développement de réseau qui

prendre en compte des incertitudes grandissantes (volume et localisation de nouvelles unités de production aux frontières, transits aux frontières, etc…), mais aussi d’opposition croissante du public à la création de nouveaux ouvrages.

organisation de la R&D autour des méthodes utilisées pour le développement du réseau

Pour les mailles européennes et nationales, ces méthodes nouvelles sont abordées dans le cadre du projet européen e-Highway2050, dont RTE est le coordinateur. Démarré en Septembre 2012 (échéance fin 2015), il suit deux méthodologies en parallèle :

L’adaptation de méthodes existantes permet, à partir de mailles régionales choisies par l’ensemble des GRT européens, de proposer des scénarios d’évolution du réseau de

e 2020 vers l’horizon 2050, en cohérence avec les scénarios d’évolution de la

GARPUR : Generally Accepted Reliability Principle with Uncertainty modelling and through probabilistic Risk assessment

24

2013 pour permettre de revisiter, en forme iTesla, les règles de sûreté et le

management des risques aux différentes échéances temporelles caractéristiques des fonctions ion des actifs et exploitation du système, gestion des

actifs et développement du réseau. RTE est responsable de la partie centrale consacrée au management prévisionnel des actifs. L’idée directrice est de tester de nouvelles règles de

possibles grâce aux progrès effectués dans le domaine mathématiques appliquées

rendues nécessaires pour te le risque précis de défaillance d’un type d’équipement (ligne, cellule) ou

Disposer de méthodes de planification qui permettent d’optimiser la valeur

accompagne les évolutions du système électrique aux différentes mailles géographiques outils de développement de réseau qui

es grandissantes (volume et localisation de nouvelles unités de production aux frontières, transits aux frontières, etc…), mais aussi d’opposition

tour des méthodes utilisées pour le développement du réseau

Pour les mailles européennes et nationales, ces méthodes nouvelles sont abordées dans le Highway2050, dont RTE est le coordinateur. Démarré en

Septembre 2012 (échéance fin 2015), il suit deux méthodologies en parallèle :

permet, à partir de mailles régionales choisies par l’ensemble des GRT européens, de proposer des scénarios d’évolution du réseau de

e 2020 vers l’horizon 2050, en cohérence avec les scénarios d’évolution de la

GARPUR : Generally Accepted Reliability Principle with Uncertainty modelling and through probabilistic Risk assessment

production/consommation les plus contraignants pour le réseau pantransport. L’optimisation coût bénéfice des architectures de réseau ainsi modélisées et simulées utilise des techniques classiques de modélisation, simulation et évaluation.

2) La recherche de voies de formalisation d’une nouvelle approche optimaleRTE a aussi la coordination. Sur la base de scénarios plus détaillés, une nouvelle méthodologie est développée pour couvrir la définition des architectures de réseau à l’aide d’un optimiseur, l’annualisation pour définir les coûts et les bénéfices, la prise en compte de la faisabilité d’un plan de défense, et la programmation dynamique pour trouver le chemin optimal entre 2020 et 2050.

Pour les besoins nationaux, les développements se centrent sur lede coupler les études d’équilibre offreeuropéen à des études de développement Ces méthodologies doivent permettre une descente d’échelle tout entre les deux types d’étude.

5.1.5 Assurer l’équilibre offremarché

Enjeu : Disposer d’outils de modélisation, simulation et optimisation pour pouvoir estimer et prévoir la production renouvelable et la consommation afin de mieux manager l’équilibre offre/demande Le réseau électrique doit fonctionner à une fréquence stabilide production doivent donc à chaque instant adapter leur production à la puissance appelée par les consommateurs. Bien qu'une certaine partie de ce réglage s'effectue directement et automatiquement au niveau des centrales est nécessairement gérée au niveau national par le Centre (CNES ou « dispatching » national). RTE doit donc garantir l'adéquation entre production et consommation, celle-ci dépendant dsystème électrique concurrentiel. Pour ce faire, RTE s'appuie sur des responsables d'équilibre qui, sur leur propre périmètremoyens de production s'équilibrent avec les soutirages de leurs clients. Cette approche opérationnelle doit être complétée par une analyse similaire à moyen et long terme.

8 Octobre 2013

production/consommation les plus contraignants pour le réseau pantransport. L’optimisation coût bénéfice des architectures de réseau ainsi modélisées et

lise des techniques classiques de modélisation, simulation et évaluation.

La recherche de voies de formalisation d’une nouvelle approche optimaleRTE a aussi la coordination. Sur la base de scénarios plus détaillés, une nouvelle

eloppée pour couvrir la définition des architectures de réseau à l’aide d’un optimiseur, l’annualisation pour définir les coûts et les bénéfices, la prise en compte de la faisabilité d’un plan de défense, et la programmation dynamique pour

n optimal entre 2020 et 2050.

Pour les besoins nationaux, les développements se centrent sur les méthodologies permettant de coupler les études d’équilibre offre-demande réalisées sur des zones du système électrique européen à des études de développement utilisant un modèle complet du réseau électrique. Ces méthodologies doivent permettre une descente d’échelle tout en assurant la cohérence

Assurer l’équilibre offre-demande en s’appuyant sur de nouveaux

Disposer d’outils de modélisation, simulation et optimisation pour pouvoir estimer et prévoir la production renouvelable et la consommation afin de mieux manager l’équilibre offre/demande.

Le réseau électrique doit fonctionner à une fréquence stabilisée autour de 50 Hz : les groupes de production doivent donc à chaque instant adapter leur production à la puissance appelée par les consommateurs. Bien qu'une certaine partie de ce réglage s'effectue directement et automatiquement au niveau des centrales de production (le réglage primaire), une autre partie est nécessairement gérée au niveau national par le Centre National d'Exploitation (CNES ou « dispatching » national). RTE doit donc garantir l'adéquation entre production et

ci dépendant des décisions de chacun des acteurs intervenant dans un système électrique concurrentiel. Pour ce faire, RTE s'appuie sur des responsables d'équilibre qui, sur leur propre périmètre, doivent prendre des mesures pour que les injections de lemoyens de production s'équilibrent avec les soutirages de leurs clients. Cette approche opérationnelle doit être complétée par une analyse similaire à moyen et long terme.

25

production/consommation les plus contraignants pour le réseau pan-Européen de transport. L’optimisation coût bénéfice des architectures de réseau ainsi modélisées et

lise des techniques classiques de modélisation, simulation et évaluation.

La recherche de voies de formalisation d’une nouvelle approche optimale, dont RTE a aussi la coordination. Sur la base de scénarios plus détaillés, une nouvelle

eloppée pour couvrir la définition des architectures de réseau à l’aide d’un optimiseur, l’annualisation pour définir les coûts et les bénéfices, la prise en compte de la faisabilité d’un plan de défense, et la programmation dynamique pour

s méthodologies permettant demande réalisées sur des zones du système électrique

utilisant un modèle complet du réseau électrique. assurant la cohérence

sur de nouveaux concepts de

Disposer d’outils de modélisation, simulation et optimisation pour pouvoir estimer et prévoir la production renouvelable et la consommation afin de mieux

sée autour de 50 Hz : les groupes de production doivent donc à chaque instant adapter leur production à la puissance appelée par les consommateurs. Bien qu'une certaine partie de ce réglage s'effectue directement et

de production (le réglage primaire), une autre partie xploitation du Système

(CNES ou « dispatching » national). RTE doit donc garantir l'adéquation entre production et es décisions de chacun des acteurs intervenant dans un

système électrique concurrentiel. Pour ce faire, RTE s'appuie sur des responsables d'équilibre pour que les injections de leurs

moyens de production s'équilibrent avec les soutirages de leurs clients. Cette approche opérationnelle doit être complétée par une analyse similaire à moyen et long terme.

Figure 13 : organisation de la R&

Les connaissances à acquérir concernent les méthodes et outils d’analyse et de prévision de la production renouvelable, une meilleure approche de l’évolutcapacité à la prévoir, les outils qui permettent d’assurer et prévoir l’équilibre offreaux diverses échelles de temps (du court terme au long terme) et de mieux comprendre l’interaction entre équilibre offre demande coceci à l’échelle européenne.

• Estimer, prévoir et manager la production renouvelableintégré pleinement le management de l’éolien terrestre avec notamment la mise en place de la plate-forme PREOLE. Les autres filières doivent faire l’objet d’une attention similaire, en particulier la production éolienne « offCette intégration massive de productionfonctionnement dynamique des réseaux électriques, ces nouveaux moyens étant en effet le plus souvent raccordés aux réseaux via des convertisseurs ou des liaisons voire réseaux HVDC ce qui nécessite de revoir les mécanismdispositifs en place pour assurer le contrôle dynamique de la fréquence, tensila stabilité transitoire.

• Connaître, estimer et prévoir la consommationdéveloppé et maintiennent les outils de prévision de consommation. Lacomplexification croissante de la variable « consommation » liée à l’évolution des

8 Octobre 2013

organisation de la R&D pour assurer une meilleure approche de l’équilibre offrela prise en compte des marchés

Les connaissances à acquérir concernent les méthodes et outils d’analyse et de prévision de la production renouvelable, une meilleure approche de l’évolution de la consommation et la capacité à la prévoir, les outils qui permettent d’assurer et prévoir l’équilibre offreaux diverses échelles de temps (du court terme au long terme) et de mieux comprendre l’interaction entre équilibre offre demande court/moyen terme et les mécanismes de marchés,

Estimer, prévoir et manager la production renouvelable : depuis 2009, RTE a intégré pleinement le management de l’éolien terrestre avec notamment la mise en

forme opérationnelle IPES et de son cœur de prévision éolien . Les autres filières doivent faire l’objet d’une attention similaire, en

particulier la production éolienne « off-shore » et la production photovoltaïque. Cette intégration massive de production renouvelable aura fonctionnement dynamique des réseaux électriques, ces nouveaux moyens étant en effet le plus souvent raccordés aux réseaux via des convertisseurs ou des liaisons voire réseaux HVDC ce qui nécessite de revoir les mécanismdispositifs en place pour assurer le contrôle dynamique de la fréquence, tensila stabilité transitoire.

Connaître, estimer et prévoir la consommation : les équipes de R&D ont développé et maintiennent les outils de prévision de consommation. Lacomplexification croissante de la variable « consommation » liée à l’évolution des

26

D pour assurer une meilleure approche de l’équilibre offre-demande et

Les connaissances à acquérir concernent les méthodes et outils d’analyse et de prévision de la ion de la consommation et la

capacité à la prévoir, les outils qui permettent d’assurer et prévoir l’équilibre offre-demande aux diverses échelles de temps (du court terme au long terme) et de mieux comprendre

/moyen terme et les mécanismes de marchés,

: depuis 2009, RTE a intégré pleinement le management de l’éolien terrestre avec notamment la mise en

et de son cœur de prévision éolien . Les autres filières doivent faire l’objet d’une attention similaire, en

shore » et la production photovoltaïque. un impact sur le

fonctionnement dynamique des réseaux électriques, ces nouveaux moyens étant en effet le plus souvent raccordés aux réseaux via des convertisseurs ou des liaisons voire réseaux HVDC ce qui nécessite de revoir les mécanismes et dispositifs en place pour assurer le contrôle dynamique de la fréquence, tension et

: les équipes de R&D ont développé et maintiennent les outils de prévision de consommation. La complexification croissante de la variable « consommation » liée à l’évolution des

usages et de leur thermod’options tarifaires, au développement de la production diffuse ou de moyens de stockage éventuels décentralisés, imposent une refonte des modèles actuels.

• Management de l’équilibre offrecomplexification croissante, liée au développement des productions décentralisées, aux changementsl’évolution du parc de productions conventionnelles. L’augmentation des aléas entraîne de fait une croissance des besoins en termes de marges requises. Mais il convient de maîtriser cette augmentation des marges nécmieux les aléas potentiels, en optimisant l’utilisation des moyens pouvant y répondre et en limitant ensuite autant que possible les aléas « maîtrisables », à savoir les erreurs de prévisions (de consommation et des productions isénergies renouvelables). RTE développe les méthodes et outils nécessaires les prévisions à court terme et long terme l’in teraction entre équilibre offremarchés : le projet européen OPTIMATE, qui s’est achevé fin 2012, a permis de développer un prototype de modéliser à l’échelle européenne le comportement des acteurs de marchés.

5.2 Manager les actifs de

Maximiser la durée de vie et optimiser le renouvellement de son outil industriel requiert de RTE Le développement et la mise en œuvre de politiques de maintenance et de renouvellement des matériels et logiciels électrique de transport. Les enjeux associés sont considérables tant du point de vue sécurité, financier, organisationnel… Les progrès effectués dans le domaine informatique et télécommunications (base de données, techniques de simulation), mathématiques appliquées (modélisation, exploration des bases de donnéespossible la mise en œuvre de nouvelles politiques.

8 Octobre 2013

et de leur thermo sensibilité, à l’arrivée de nouveaux types d’effacement ou d’options tarifaires, au développement de la production diffuse ou de moyens de

éventuels décentralisés, imposent une refonte des modèles

Management de l’équilibre offre-demande : cet équilibre fait l’objet d’une complexification croissante, liée au développement des productions décentralisées, aux changements de comportements des consommateurs et à l’évolution du parc de productions conventionnelles. L’augmentation des aléas entraîne de fait une croissance des besoins en termes de marges requises. Mais il convient de maîtriser cette augmentation des marges nécessaires, en calculant au mieux les aléas potentiels, en optimisant l’utilisation des moyens pouvant y répondre et en limitant ensuite autant que possible les aléas « maîtrisables », à savoir les erreurs de prévisions (de consommation et des productions isénergies renouvelables). RTE développe les méthodes et outils nécessaires

court terme et long terme (ANTARES). Par ailleurs, RTE étudie teraction entre équilibre offre-demande court terme et mécanismes de

jet européen OPTIMATE, qui s’est achevé fin 2012, a permis de prototype de simulateur de marchés de court

modéliser à l’échelle européenne le comportement des acteurs de marchés.

de RTE

Maximiser la durée de vie et optimiser le renouvellement de son outil industriel requiert de e développement et la mise en œuvre de politiques de maintenance et de

des matériels et logiciels appliquées aux différents constituants du résélectrique de transport. Les enjeux associés sont considérables tant du point de vue sécurité, financier, organisationnel… Les progrès effectués dans le domaine informatique et télécommunications (base de données, techniques de simulation), mathématiques appliquées

exploration des bases de données) et monitoring des composde nouvelles politiques.

27

, à l’arrivée de nouveaux types d’effacement ou d’options tarifaires, au développement de la production diffuse ou de moyens de

éventuels décentralisés, imposent une refonte des modèles de prévision

: cet équilibre fait l’objet d’une complexification croissante, liée au développement des productions

de comportements des consommateurs et à l’évolution du parc de productions conventionnelles. L’augmentation des aléas entraîne de fait une croissance des besoins en termes de marges requises. Mais il

essaires, en calculant au mieux les aléas potentiels, en optimisant l’utilisation des moyens pouvant y répondre et en limitant ensuite autant que possible les aléas « maîtrisables », à savoir les erreurs de prévisions (de consommation et des productions issues des énergies renouvelables). RTE développe les méthodes et outils nécessaires pour

(ANTARES). Par ailleurs, RTE étudie demande court terme et mécanismes de

jet européen OPTIMATE, qui s’est achevé fin 2012, a permis de simulateur de marchés de court-terme capable de

modéliser à l’échelle européenne le comportement des acteurs de marchés.

Maximiser la durée de vie et optimiser le renouvellement de son outil industriel requiert de e développement et la mise en œuvre de politiques de maintenance et de

appliquées aux différents constituants du réseau électrique de transport. Les enjeux associés sont considérables tant du point de vue sûreté, sécurité, financier, organisationnel… Les progrès effectués dans le domaine informatique et télécommunications (base de données, techniques de simulation), mathématiques appliquées

) et monitoring des composants rendent

Figure 14 : stratégie de R&D pour le management des actifs de RTE

Ce programme, nouveau pour RTE, est donc bâti autour de cinq ambitions :

1) Observer le comportemnouvelles techniques de simulation de systèmes complexes et de nouveaux moyens d’observation (par exemples les drones)(en particulier l’instrumentatio

2) Comprendre le vieillissement des équipementsqui vise à :

• améliorer le retour d’expérience sur les équipements existants

• spécifier et réaliser des essais de comportement en filaboratoire

• modéliser et simuler les lois de vieillissement

3) Prévoir le vieillissement des composantslois de comportement dans des situations hors normes (et bien souvent difficilemereproductibles expérimentalement)

4) Aider à la décision d’utilisation des équipements

• En mode pilotaged’équipement et de l’analyse de risque qui en découle

• En mode maintenanced’intervention qui intègrent l’arrivée de nouveaux moyens d’information

8 Octobre 2013

stratégie de R&D pour le management des actifs de RTE


Observer le comportement réel des équipements dans le réseaunouvelles techniques de simulation de systèmes complexes et de nouveaux moyens d’observation (par exemples les drones), ainsi que le suivi du fonctionnement sur site (en particulier l’instrumentation et la robotisation de la surveillance in situ).

Comprendre le vieillissement des équipements au sein de l’approche SMARTLAB

méliorer le retour d’expérience sur les équipements existants

pécifier et réaliser des essais de comportement en fiabilité de ces équipements en

odéliser et simuler les lois de vieillissement

Prévoir le vieillissement des composants, en intégrant, grâce à la modélisation, des lois de comportement dans des situations hors normes (et bien souvent difficileme

expérimentalement)

Aider à la décision d’utilisation des équipements aux trois échelles de temps

En mode pilotage, de façon à tenir compte de la probabilité de défaillance d’équipement et de l’analyse de risque qui en découle

tenance, de façon à optimiser les plans de maintenance et d’intervention qui intègrent l’arrivée de nouveaux moyens d’information

28

stratégie de R&D pour le management des actifs de RTE


ent réel des équipements dans le réseau en combinant les nouvelles techniques de simulation de systèmes complexes et de nouveaux moyens

suivi du fonctionnement sur site n et la robotisation de la surveillance in situ).

au sein de l’approche SMARTLAB

abilité de ces équipements en

, en intégrant, grâce à la modélisation, des lois de comportement dans des situations hors normes (et bien souvent difficilement

aux trois échelles de temps

de façon à tenir compte de la probabilité de défaillance

de façon à optimiser les plans de maintenance et d’intervention qui intègrent l’arrivée de nouveaux moyens d’information

• En mode développement de réseau

nouveaux équipements sans impacter la sûreté du systpréparer leur remplacement sans impacter le fonctionnement du réseau.

5) Optimiser le système électriquemaintenance des équipements (matériels et logiciels) sur la base de nouvelles doctqui renforcent la cohérence entre exploitation du système électrique, management des actifs de la société et développement du réseau

Les connaissances à acquérir concernent donc

• la durée de vie des composants dans leur environnement à la maille de l’ouvrage individualisé et non plus moyennée sur l’ensemble du parc (en couplant simulations, et données statistiques couplées à des essais en laboratoires), simulation

• le développement de méthodes d’aide à laRTE en combinant les données de fiabilités de composants et les risques réseau, l’objectif étant de maximiser le service rendu par chaque ouvrage

Figure 15 : organisation de la R&D pour des développer des méthodes nouvelles de management des actifs

5.2.1 Obtenir des données expérimentales sur la durée de vie d’équipements Enjeu : Combiner essais de laboratoires comprendre expérimentalement les lois d La connaissance des lois de vieillissement des composants du réseau électrique est un des piliers des politiques de maintenance des infrastructur

8 Octobre 2013

En mode développement de réseau, de façon à accroitre la durée de vie deséquipements sans impacter la sûreté du système électrique, mais aussi

préparer leur remplacement sans impacter le fonctionnement du réseau.

Optimiser le système électrique en proposant des évolutions demaintenance des équipements (matériels et logiciels) sur la base de nouvelles doctqui renforcent la cohérence entre exploitation du système électrique, management des actifs de la société et développement du réseau.

nces à acquérir concernent donc :

la durée de vie des composants dans leur environnement à la maille de l’ouvrage et non plus moyennée sur l’ensemble du parc (en couplant simulations, et

données statistiques couplées à des essais en laboratoires), et leur prédiction par

le développement de méthodes d’aide à la décision pour l’optimisation des actifsen combinant les données de fiabilités de composants et les risques réseau,

l’objectif étant de maximiser le service rendu par chaque ouvrage

organisation de la R&D pour des développer des méthodes nouvelles de management des actifs

de RTE

Obtenir des données expérimentales sur la durée de vie d’équipements

Combiner essais de laboratoires et collecte de données sur site réel pour comprendre expérimentalement les lois de vieillissement des composants

La connaissance des lois de vieillissement des composants du réseau électrique est un des piliers des politiques de maintenance des infrastructures. Ces lois s’obtiennent via

29

de façon à accroitre la durée de vie des ème électrique, mais aussi

préparer leur remplacement sans impacter le fonctionnement du réseau.

proposant des évolutions de politiques de maintenance des équipements (matériels et logiciels) sur la base de nouvelles doctrines qui renforcent la cohérence entre exploitation du système électrique, management des

la durée de vie des composants dans leur environnement à la maille de l’ouvrage et non plus moyennée sur l’ensemble du parc (en couplant simulations, et

et leur prédiction par

décision pour l’optimisation des actifs de en combinant les données de fiabilités de composants et les risques réseau,

organisation de la R&D pour des développer des méthodes nouvelles de management des actifs

Obtenir des données expérimentales sur la durée de vie d’équipements critiques

données sur site réel pour e vieillissement des composants

La connaissance des lois de vieillissement des composants du réseau électrique est un des es. Ces lois s’obtiennent via :

• des essais en laboratoire

ou sur des matériels défaillants,• des essais en laboratoires physico chimiques sur des éprouvettes soumises à des

environnements maîtrisés• l’utilisation de l’ensemble des données collectées par les capteurs

réseau, • par de nouveaux moyens de collectes de données utilisant des nouveaux moyens

d’observation et de mesure (expérimentations déjà réaliséseront complétées par des démonstrations, en lien avec les équipes de RTE, d’opérations de maintenance pouvant tirer parti du fort développement des drones, dans un nouveau cadre

5.2.2 Prévoir par simulation le Enjeu : Disposer de techniques de modélisation et simulation qui permettent de prédire

le vieillissement d’équipements critiques Plusieurs approches de modélisation / différents domaines des sciences de l’ingénieur (mécanique, génie civil). Dans le domaine du génie électrique, des méthodes existent pour la conception de composants (approches hybrides). Il s’agit donc de rechercher la meilleure combinaison possible (simulation directe, hybride, ou de type « Big Datacomplément de la partie essais en laboratoire et collecte de données terrain

5.2.3 Développer des méthodes et outilactifs de RTE

Enjeu : Améliorer la pertinence des décisions en termes de management d’actifs aux

trois horizons de temps La maintenance courante consisteprogrammées, utilisant des valeurs moyennes sur les homogènes de composants, sans prendre en compte les sollicitations réelles sur les matérielsni l’impact de la défaillance d’un ouvrage qui dépend effective de ces paramètres constitue exigences croissantes de flexibilité du réseau. De leur côté, les exploitants et les développeurs managent le risque de façon statistique par ouvrage. Il s’agit la décision qui permettent de faire des arbitragestemps typiques des trois fonctions clés de RTE. Ceci nécessite

• un référentiel unifié d

• une maintenance de type

• une liaison formelle entre fiabilité des composants et fiab

11 Y compris les fibres optiques pour cartographie continue 12 Modélisations de type statistique basées sur l’utilisation de grands volumes de données (Big Data)13 Y compris, par exemple, repousser ou anticiper la reconstruction d’un actif qui ne répondrait plus au besoin (obsolescence)

8 Octobre 2013

des essais en laboratoires électriques sur des équipements neufs, prélevés sur le réseau ou sur des matériels défaillants, des essais en laboratoires physico chimiques sur des éprouvettes soumises à des

sés l’utilisation de l’ensemble des données collectées par les capteurs

par de nouveaux moyens de collectes de données utilisant des nouveaux moyens ervation et de mesure (mettant en œuvre capteurs, drones, robots…).

déjà réalisées sur la robotisation des opérations de maintenance s par des démonstrations, en lien avec les équipes de RTE,

d’opérations de maintenance pouvant tirer parti du fort développement des drones, dans un nouveau cadre réglementaire plus favorable.

Prévoir par simulation le vieillissement de composants

Disposer de techniques de modélisation et simulation qui permettent de prédire le vieillissement d’équipements critiques

Plusieurs approches de modélisation / simulation ont déjà été développées et testées dans différents domaines des sciences de l’ingénieur (mécanique, génie civil). Dans le domaine du génie électrique, des méthodes existent pour la conception de composants (approches

de rechercher la meilleure combinaison possible (simulation directe, ata12 ») pour doter RTE d’une capacité de prédiction qui vienne en

essais en laboratoire et collecte de données terrain.

éthodes et outils d’aide à la décision pour le

Améliorer la pertinence des décisions en termes de management d’actifs aux trois horizons de temps

La maintenance courante consiste, à ce jour, en des actions préventiveprogrammées, utilisant des valeurs moyennes sur les performances de fiabilité de familles

sans prendre en compte les sollicitations réelles sur les matérielsni l’impact de la défaillance d’un ouvrage qui dépend de sa localisation. La prise en compte

de ces paramètres constitue alors une piste d'amélioration permettant dexigences croissantes de flexibilité du réseau. De leur côté, les exploitants et les développeurs

façon statistique par ouvrage. Il s’agit donc de bâtir les outils d’aide à la décision qui permettent de faire des arbitrages13 budgétaires entre les trois horizons de temps typiques des trois fonctions clés de RTE. Ceci nécessite :

un référentiel unifié de lois de vieillissement,

une maintenance de type prédictive,

une liaison formelle entre fiabilité des composants et fiabilité des ouvrages.

ur cartographie continue

Modélisations de type statistique basées sur l’utilisation de grands volumes de données (Big Data)Y compris, par exemple, repousser ou anticiper la reconstruction d’un actif qui ne répondrait plus au besoin (obsolescence)

30

sur des équipements neufs, prélevés sur le réseau

des essais en laboratoires physico chimiques sur des éprouvettes soumises à des

l’utilisation de l’ensemble des données collectées par les capteurs11 installés sur le

par de nouveaux moyens de collectes de données utilisant des nouveaux moyens capteurs, drones, robots…). Les

s sur la robotisation des opérations de maintenance s par des démonstrations, en lien avec les équipes de RTE,

d’opérations de maintenance pouvant tirer parti du fort développement des drones,

Disposer de techniques de modélisation et simulation qui permettent de prédire

simulation ont déjà été développées et testées dans différents domaines des sciences de l’ingénieur (mécanique, génie civil). Dans le domaine du génie électrique, des méthodes existent pour la conception de composants (approches

de rechercher la meilleure combinaison possible (simulation directe, ») pour doter RTE d’une capacité de prédiction qui vienne en

.

s d’aide à la décision pour le management des

Améliorer la pertinence des décisions en termes de management d’actifs aux

en des actions préventives systématiques et performances de fiabilité de familles

sans prendre en compte les sollicitations réelles sur les matériels La prise en compte

une piste d'amélioration permettant d’intégrer les exigences croissantes de flexibilité du réseau. De leur côté, les exploitants et les développeurs

de bâtir les outils d’aide à budgétaires entre les trois horizons de

ilité des ouvrages.

Modélisations de type statistique basées sur l’utilisation de grands volumes de données (Big Data) Y compris, par exemple, repousser ou anticiper la reconstruction d’un actif qui ne répondrait plus au besoin (obsolescence)

5.3 Préparer le réseau du futur

Les Etats Membres de l’Union Européenne ont carbone en 2050. Le réseau électrique est un élément clef pour assurer la mise en place des évolutions du système électrique qui en résultent :

• un marché unique • un mix énergétique

les plus probables,• une sobriété énergétique

Pour sa part, le gouvernement françaisproduction nucléaire, compensée par une augmentation renouvelable. Les GRT européens dont RTE sont des acteurs de ce débat, mettant leur expertise au service des pouvoirs publics : pouvoir s’adapter aux orientations qui seront finalement retenues et développer le rése

Figure 16 : stratégie de R&D pour préparer le réseau du futur

Préparer le réseau du futur s’appuie sur

1) Observer les progrès technologiquesscientifiques pour pouvoir proposer de nouvelles solutions les utilisant

2) Faire émerger de nouvelles sur la base d’avancées notamment dans les sciences et tenouvelles technologies de l’information et de la communicationpossibilités offertes par l’électronique

3) Spécifier les outils et composants selon soulignant l’importance de

8 Octobre 2013

Préparer le réseau du futur

Les Etats Membres de l’Union Européenne ont décidé de se projeter dans une Europe bas arbone en 2050. Le réseau électrique est un élément clef pour assurer la mise en place des

évolutions du système électrique qui en résultent :

un marché unique de l’électricité efficient, un mix énergétique qui peut être très différent suivant les scéna

, une sobriété énergétique avec une consommation de plus en plus flexible

le gouvernement français a annoncé une réduction progressive du parc de production nucléaire, compensée par une augmentation significative de l’électricité d’origine renouvelable. Les GRT européens dont RTE sont des acteurs de ce débat, mettant leur expertise au service des pouvoirs publics : pouvoir s’adapter aux orientations qui seront finalement retenues et développer le réseau alors que l’opposition n’a jamais été aussi forte.

stratégie de R&D pour préparer le réseau du futur

s’appuie sur cinq ambitions à long terme :

les progrès technologiques dans l’ensemble des domaines techniques et pour pouvoir proposer de nouvelles solutions les utilisant

ire émerger de nouvelles solutions au service des besoins de l’opérateur de réseausur la base d’avancées notamment dans les sciences et technologies des ouvelles technologies de l’information et de la communication

possibilités offertes par l’électronique de puissance.

les outils et composants selon les besoins futurs du système électriquesoulignant l’importance des aspects industriels (interopérabilité entre constructeurs, les

31

de se projeter dans une Europe bas arbone en 2050. Le réseau électrique est un élément clef pour assurer la mise en place des

qui peut être très différent suivant les scénarios économiques

avec une consommation de plus en plus flexible.

une réduction progressive du parc de significative de l’électricité d’origine

renouvelable. Les GRT européens dont RTE sont des acteurs de ce débat, mettant leur expertise au service des pouvoirs publics : pouvoir s’adapter aux orientations qui seront

au alors que l’opposition n’a jamais été aussi forte.

stratégie de R&D pour préparer le réseau du futur

l’ensemble des domaines techniques et pour pouvoir proposer de nouvelles solutions les utilisant,

service des besoins de l’opérateur de réseau, chnologies des matériaux, les

ouvelles technologies de l’information et de la communication ou les nouvelles

les besoins futurs du système électrique, en interopérabilité entre constructeurs, les

niveaux de fiabilité à atteindre pour chaque composant innovantvia des redondances), ceci à des coûts acceptables pour le service rendu

4) Valider par des démonstrations adaptées aux trois échelles de tempsexploitation et maintenanceconstructeurs.

5) Optimiser le système électrique qui tiennent compte de validations expérimentales à grande échelle

Les connaissances à acquérir concernent donc le potentiel des technologies futures vides attentes du réseau (optimisationenvironnement), du caractère industriel de leur résilience) et du niveau de sécurité du réseau, puis de préparer leur intégration par des démonstrations à des échelles permettant des déploiements à coûts maîtrisésexistant.


5.3.1 Valider le potentiel de technologies nouvelles pour le réseau du futur Enjeu : Détecter puis valider des nouveaux matériaux, de nouvelles technologies de l’information et de la communication, de nouvelles technologies d’électronique de puissance en vue de leur intégration future au réseau de transport. En poursuite de la collaboration avec le CEA, RTE étudie la faisabilité d’un conducteur de ligne aérienne basé sur une technologie nanotubes de carbone. Par ailleurs, dans le cadre du projet européen BEST PATHS, RTE participe à une étude grande puissance et de grande longueur supraconductailleurs la technologie MgBsubstitution du SF6 dans les Postes sous enveloppes métalliques (PSEM)disjoncteurs, en cohérence avec la réduc

8 Octobre 2013

niveaux de fiabilité à atteindre pour chaque composant innovant, résilience du système , ceci à des coûts acceptables pour le service rendu

par des démonstrations adaptées aux trois échelles de tempset maintenance, la performance des composants proposés par les

Optimiser le système électrique en proposant de nouvelles optionsennent compte de validations expérimentales à grande échelle,

Les connaissances à acquérir concernent donc le potentiel des technologies futures vides attentes du réseau (optimisation de capacité, de flexibilité et de fiabilité dans leur

du caractère industriel de leur utilisation (interopérabiliténiveau de sécurité du réseau, puis de préparer leur intégration par des

démonstrations à des échelles permettant des déploiements à coûts maîtrisés

organisation de la R&D pour préparer le réseau du futur

Valider le potentiel de technologies nouvelles pour le réseau du futur

Détecter puis valider des nouveaux matériaux, de nouvelles technologies de l’information et de la communication, de nouvelles technologies d’électronique de puissance en vue de leur intégration future au réseau de transport.

ion avec le CEA, RTE étudie la faisabilité d’un conducteur de ligne aérienne basé sur une technologie nanotubes de carbone. Par ailleurs, dans le cadre du projet européen BEST PATHS, RTE participe à une étude expérimentale

et de grande longueur supraconductrice en courant continu utilisanla technologie MgB2 de NEXANS/COLUMBUS. RTE étudie des solutions de

dans les Postes sous enveloppes métalliques (PSEM)cohérence avec la réduction des émissions de gaz à effets de serre

32

résilience du système , ceci à des coûts acceptables pour le service rendu

par des démonstrations adaptées aux trois échelles de temps, en mode , la performance des composants proposés par les

proposant de nouvelles options d’investissements

Les connaissances à acquérir concernent donc le potentiel des technologies futures vis-à-vis de capacité, de flexibilité et de fiabilité dans leur

interopérabilité, fiabilité et niveau de sécurité du réseau, puis de préparer leur intégration par des

démonstrations à des échelles permettant des déploiements à coûts maîtrisés, dans le système

organisation de la R&D pour préparer le réseau du futur

Valider le potentiel de technologies nouvelles pour le réseau du futur

Détecter puis valider des nouveaux matériaux, de nouvelles technologies de l’information et de la communication, de nouvelles technologies d’électronique de

ion avec le CEA, RTE étudie la faisabilité d’un conducteur de ligne aérienne basé sur une technologie nanotubes de carbone. Par ailleurs, dans le cadre du

expérimentale d’une liaison de rice en courant continu utilisant par

de NEXANS/COLUMBUS. RTE étudie des solutions de dans les Postes sous enveloppes métalliques (PSEM) ainsi que dans les

tion des émissions de gaz à effets de serre. Enfin,

RTE examine les nouveaux matériaux conducteurs pour liaisons aériennes Parmi les nouvelles technologies d’électronique de puissance, RTE investigue les DC, les réducteurs de mesure et les transformateurs DC/DC en liaison avec les évolutions des postes HTB, ainsi que les parafoudres pour lignes 400

5.3.2 Spécifier et valider les équipe Enjeu : En partenariat avec les industriels, spécifier et valider en laboratoires les composants et systèmes en vue de leur intégration dans le réseau du futur On peut schématiquement distinguer deux catégories de solutions

• les solutions « composants autonomaffecter le système électrique significativement, sauf à améliorer des performances très spécifiques et bien identifiées,

• les solutions « systèmesanalyse système globale qui permet de caler les besoins fonctionnels mais aussi de préparer une étape de démonstration Echelle 1 en vue de valider les lois d’extrapolation (une fois les performances confirmées pargrandeur).

Parmi les projets en cours, on citera

• les liaisons supraconductrices• les lignes souterraines de nouvelle génération (isolant pour câbles synthétiques, câble à

âme émaillée) • les transformateurs de mesure et • les disjoncteurs à courant continu• les transformateur DC/DC• les lignes aériennes de nouvelle génération • les « postes intelligents

5.3.3 Préparer l’intégration et le déploiement des équipements dans le réseau du futur Enjeu : En partenariat avec les industriels, initier des démonstrations suffisante pour analyser les coûts et bénéfices de l’innovation pour le système électrique Le projet TWENTIES qui porte sur l’identification des obstacles actuels à l’inénergies renouvelables dans le système électrique européen, a permis avec une participation forte de RTE de valider avec ALSTOM une continu, à la base des principes de protection et de contrôle dmaillés. Ce projet sera poursuivi dès 2014 pour tirer profit des outils développés dans le cadre de TWENTIES en investiguant notamment sur une représentation fine des différents types de convertisseurs pour mieux appréhender leuailleurs le projet européen « BEST PATHS qui démarre début 2014 se concentre sur l’interaction entre liaisons HVDC proches et l’interopérabilité entre convertisseurs de constructeurs différents dans un réseau

14 Dans le cadre du projet européen BEST PATHS 15 Dans le cadre du projet européen TWENTIES16 Exploitation du Cloud Computing appliqué au contrôle commande en vue de structurer un programme post 2016

8 Octobre 2013

RTE examine les nouveaux matériaux isolants pour câbles synthétiques 225 conducteurs pour liaisons aériennes et les revêtements glaciophobes.

technologies d’électronique de puissance, RTE investigue les de mesure et les transformateurs DC/DC en liaison avec les évolutions des

TB, ainsi que les parafoudres pour lignes 400 kV.

Spécifier et valider les équipements pour le réseau du futur

En partenariat avec les industriels, spécifier et valider en laboratoires les composants et systèmes en vue de leur intégration dans le réseau du futur

distinguer deux catégories de solutions technologiques

composants autonomes » dont l’intégration ne devrait pas affecter le système électrique significativement, sauf à améliorer des performances très spécifiques et bien identifiées,

systèmes » dont l’intégration ne peut pas être découplée d’une analyse système globale qui permet de caler les besoins fonctionnels mais aussi de préparer une étape de démonstration Echelle 1 en vue de valider les lois d’extrapolation (une fois les performances confirmées par des es

, on citera : les liaisons supraconductrices MgB2

14 ignes souterraines de nouvelle génération (isolant pour câbles synthétiques, câble à

ransformateurs de mesure et autres nouveaux capteurs à courant continu15

ransformateur DC/DC ignes aériennes de nouvelle génération

ostes intelligents » et le « cloud computing16 »


En partenariat avec les industriels, initier des démonstrations suffisante pour analyser les coûts et bénéfices de l’innovation pour le système électrique

Le projet TWENTIES qui porte sur l’identification des obstacles actuels à l’inénergies renouvelables dans le système électrique européen, a permis avec une participation forte de RTE de valider avec ALSTOM une nouvelle technologie de disjoncteur en courant continu, à la base des principes de protection et de contrôle de réseaux HVDC complexes et

Ce projet sera poursuivi dès 2014 pour tirer profit des outils développés dans le cadre en investiguant notamment sur une représentation fine des différents types de

convertisseurs pour mieux appréhender leur comportement sur de grands transitoires. Par e projet européen « BEST PATHS qui démarre début 2014 se concentre sur

l’interaction entre liaisons HVDC proches et l’interopérabilité entre convertisseurs de constructeurs différents dans un réseau HVDC multi terminal. Les travaux proposés reposent

Dans le cadre du projet européen BEST PATHS Dans le cadre du projet européen TWENTIES Exploitation du Cloud Computing appliqué au contrôle commande en vue de structurer un programme post 2016

33

isolants pour câbles synthétiques 225 kV, les nouveaux

technologies d’électronique de puissance, RTE investigue les disjoncteurs de mesure et les transformateurs DC/DC en liaison avec les évolutions des

En partenariat avec les industriels, spécifier et valider en laboratoires les composants et systèmes en vue de leur intégration dans le réseau du futur

technologiques :

dont l’intégration ne devrait pas affecter le système électrique significativement, sauf à améliorer des

on ne peut pas être découplée d’une analyse système globale qui permet de caler les besoins fonctionnels mais aussi de préparer une étape de démonstration Echelle 1 en vue de valider les lois

des essais en vraie

ignes souterraines de nouvelle génération (isolant pour câbles synthétiques, câble à


En partenariat avec les industriels, initier des démonstrations à une échelle suffisante pour analyser les coûts et bénéfices de l’innovation pour le système électrique

Le projet TWENTIES qui porte sur l’identification des obstacles actuels à l’intégration des énergies renouvelables dans le système électrique européen, a permis avec une participation

nouvelle technologie de disjoncteur en courant e réseaux HVDC complexes et

Ce projet sera poursuivi dès 2014 pour tirer profit des outils développés dans le cadre en investiguant notamment sur une représentation fine des différents types de

r comportement sur de grands transitoires. Par e projet européen « BEST PATHS qui démarre début 2014 se concentre sur

l’interaction entre liaisons HVDC proches et l’interopérabilité entre convertisseurs de HVDC multi terminal. Les travaux proposés reposent

Exploitation du Cloud Computing appliqué au contrôle commande en vue de structurer un programme post 2016

à la fois sur des activités de modélisationmise en œuvre de moyens de simulation temps réel « Hardware in the loop » utilisant le simulateur HYPERSIM ainsi que des répliques de contrôle commande industriels fournis par les constructeurs. En complément des travaux européensdes liaisons HVDC insérées au sein du réseau AC dans le cadre des projets françaEspagne, Midi-Provence, SavoiePostes Intelligents financé dans le cadre des Investissements d’Avenir avec partenaires industriels. Ce projet consiste à numériser les postes électsur le réseau de transport tout en prenant en compte l’interface avec le réseau de distribution. Il consiste à concevoir, à fabriquer, à installer et à tester un bouquet de composantsinnovants - qui constituent des postesréelles, puis à évaluer les bénéfices technico économiques pour les différents partenairesparallèle de ce projet Postes Intelligentsinnovants, comme des transformateurs de courant non conventionnels à faible pertes, seront lancés dès 2014.

5.3.4 Faire évoluer les plans de protection et de défense Enjeu : Réexaminer et faire évoluer les plans de protection et de défense en mettant en œuvre les progrès les plus récents en matière de technologies de l’information et de la communication Les spécifications générales actuellement en vigueur à RTE pour les automates de protection et de défense (au sens de la sûretéannées 1980 et 1990, dans le contexte du programme électronucléaire et de l’introduction des technologies à circuit intégré en automatique industrielle. Ces spécifications ont depuis éde façon incrémentale, les principes fondamentaux étant restés invariants pour des raisons de cohérence globale. Or le système électrique connaît actuellement de fortes évolutions dont l’insertion massive d’énergies renouvelables sur les réseaux européens. Paralavancées des technologies numériques et de la télécommunication apportent des opportunités, pour certaines radicalement nouvelles, afin de répondre aux besoins fonctionnels de protection et stabilité du réseau. Un réexamen en profondeur des pplans de protection et de défense est donc opportun. Il s’agit référence susceptible de faire évoluer en profondeur, voire en ruptureprotection et de défense de RTE.

5.4 Détecter et intégrer des connaissances scientifiques et technologiques nouvelles pour l’aide à la décision à toutes les échelles de temps

Pour faire face à la complexité du système électrique pan Européen opérateurs de réseaux se doiverépondre aux nouveaux défis de maintenance des actifs, de mécanismes de marché plus efficients, et d’exploitationsystème électrique. Les résultats de ces recherches permettront d’anticiper les évolutions possibles du système électrique, en tant que maillon essentiel des politiques énergétiques nationales et Européenne, puis de faire émerger les meilleures options pour les réseaux

17 TWENTIES traite aussi de la faisabilité technique et économique des réseaux off

8 Octobre 2013

à la fois sur des activités de modélisation et de simulation hors temps réel complétées parmise en œuvre de moyens de simulation temps réel « Hardware in the loop » utilisant le

si que des répliques de contrôle commande industriels fournis par

En complément des travaux européens17, RTE poursuit des actions notamment sur le pilotage des liaisons HVDC insérées au sein du réseau AC dans le cadre des projets frança

Provence, Savoie-Piémont…). Par ailleurs, RTE a lancé en 2013 le projet Postes Intelligents financé dans le cadre des Investissements d’Avenir avec

. Ce projet consiste à numériser les postes électriques en se focalisant sur le réseau de transport tout en prenant en compte l’interface avec le réseau de distribution. Il consiste à concevoir, à fabriquer, à installer et à tester un bouquet de composants

qui constituent des postes électriques « numériques du futur réelles, puis à évaluer les bénéfices technico économiques pour les différents partenairesparallèle de ce projet Postes Intelligents, des projets pour évaluer d’autres

es transformateurs de courant non conventionnels à faible pertes, seront

Faire évoluer les plans de protection et de défense

Réexaminer et faire évoluer les plans de protection et de défense en mettant en us récents en matière de technologies de l’information et de la

es spécifications générales actuellement en vigueur à RTE pour les automates de protection sûreté du réseau) sont issues majoritairement de travaux dans les

années 1980 et 1990, dans le contexte du programme électronucléaire et de l’introduction des technologies à circuit intégré en automatique industrielle. Ces spécifications ont depuis é

on incrémentale, les principes fondamentaux étant restés invariants pour des raisons de cohérence globale. Or le système électrique connaît actuellement de fortes évolutions dont l’insertion massive d’énergies renouvelables sur les réseaux européens. Paral

s des technologies numériques et de la télécommunication apportent des opportunités, pour certaines radicalement nouvelles, afin de répondre aux besoins fonctionnels de protection et stabilité du réseau. Un réexamen en profondeur des principes fondamentaux des plans de protection et de défense est donc opportun. Il s’agit de définir un nouveau cadre de

de faire évoluer en profondeur, voire en rupture complèteprotection et de défense de RTE.

et intégrer des connaissances scientifiques et technologiques pour l’aide à la décision à toutes les échelles de temps

la complexité du système électrique pan Européen qui ne cesse de croître, les opérateurs de réseaux se doivent de développer de nouvelles options de solutions pour

: options en termes d’architecture de réseau, d’investissements, de maintenance des actifs, de mécanismes de marché plus efficients, et d’exploitation

. Les résultats de ces recherches permettront d’anticiper les évolutions possibles du système électrique, en tant que maillon essentiel des politiques énergétiques nationales et Européenne, puis de faire émerger les meilleures options pour les réseaux

TWENTIES traite aussi de la faisabilité technique et économique des réseaux off-shore à courant-continu.

34

et de simulation hors temps réel complétées par la mise en œuvre de moyens de simulation temps réel « Hardware in the loop » utilisant le

si que des répliques de contrôle commande industriels fournis par

, RTE poursuit des actions notamment sur le pilotage des liaisons HVDC insérées au sein du réseau AC dans le cadre des projets français (France

Piémont…). Par ailleurs, RTE a lancé en 2013 le projet Postes Intelligents financé dans le cadre des Investissements d’Avenir avec plusieurs

riques en se focalisant sur le réseau de transport tout en prenant en compte l’interface avec le réseau de distribution. Il consiste à concevoir, à fabriquer, à installer et à tester un bouquet de composants et outils

du futur » - en conditions réelles, puis à évaluer les bénéfices technico économiques pour les différents partenaires . En

’autres composants es transformateurs de courant non conventionnels à faible pertes, seront

Réexaminer et faire évoluer les plans de protection et de défense en mettant en us récents en matière de technologies de l’information et de la

es spécifications générales actuellement en vigueur à RTE pour les automates de protection du réseau) sont issues majoritairement de travaux dans les

années 1980 et 1990, dans le contexte du programme électronucléaire et de l’introduction des technologies à circuit intégré en automatique industrielle. Ces spécifications ont depuis évolué

on incrémentale, les principes fondamentaux étant restés invariants pour des raisons de cohérence globale. Or le système électrique connaît actuellement de fortes évolutions dont l’insertion massive d’énergies renouvelables sur les réseaux européens. Parallèlement, les

s des technologies numériques et de la télécommunication apportent des opportunités, pour certaines radicalement nouvelles, afin de répondre aux besoins fonctionnels de

rincipes fondamentaux des un nouveau cadre de

complète, les plans de

et intégrer des connaissances scientifiques et technologiques pour l’aide à la décision à toutes les échelles de temps

ne cesse de croître, les nt de développer de nouvelles options de solutions pour

: options en termes d’architecture de réseau, d’investissements, de maintenance des actifs, de mécanismes de marché plus efficients, et d’exploitation du

. Les résultats de ces recherches permettront d’anticiper les évolutions possibles du système électrique, en tant que maillon essentiel des politiques énergétiques nationales et Européenne, puis de faire émerger les meilleures options pour les réseaux de

transport d’électricité, et donc pour le système électrique dans son ensemblespécifier, développer et valider ces nouvelles options requiert des connaissances scientifiques nouvelles qui seront intégrées pour leur mise en œuvre soit par les indutechnologies, soit par les opérateurs de réseaux, une fois les concepts et maquettes associés testés et validés. Des outils d’aide à la décision de plus en plus sophistiqués sont nécessaires pour la totalité des activités de RTEassurer, de manière optimale et en totale indépendance, de transport d’électricité. Ces connaissances scientifiques nouvelles concernent en premier lieu la chaîne « modélisation, simulation, contrôle, optimisationéchelles de temps des fonctions de l’opérateur de réseau et qui demeure essentielle pour optimiser le système électrique dans son ensemble. et le contrôle du système : ce contrôle implique nécessairement une simulation dqui elle-même requiert une modélisation adaptée. Inversement, le type et les limitations des modélisations influent sur la pertinence et le typelesquelles, à leur tour, conditionnent le type de contrôle et d’optimisation réalisables.

Figure 18 : organisation de la R&D pour acquérir des méthodes contribuant à la chaîne «

Les applications opérationnelles quatre dimensions présentées lesquelles impliquent, au sein deséconomie, statistiques, traitement du signal, automatiqueaboutit à des outils d’aide à la décision (développement de réseau, laboratoire de testprendre en compte :

8 Octobre 2013

, et donc pour le système électrique dans son ensemblespécifier, développer et valider ces nouvelles options requiert des connaissances scientifiques nouvelles qui seront intégrées pour leur mise en œuvre soit par les industriels fournisseurs de technologies, soit par les opérateurs de réseaux, une fois les concepts et maquettes associés

outils d’aide à la décision de plus en plus sophistiqués sont nécessaires a totalité des activités de RTE : la maitrise de ces outils par RTE est un

de manière optimale et en totale indépendance, sa mission de gestionnaire de réseau

Ces connaissances scientifiques nouvelles concernent en premier lieu la chaîne modélisation, simulation, contrôle, optimisation », chaîne que l’on retrouve à toutes les

échelles de temps des fonctions de l’opérateur de réseau et qui demeure essentielle pour optimiser le système électrique dans son ensemble. L’optimisation s’appuie

: ce contrôle implique nécessairement une simulation dmême requiert une modélisation adaptée. Inversement, le type et les limitations des

modélisations influent sur la pertinence et le type de simulations à mettre en œuvre, lesquelles, à leur tour, conditionnent le type de contrôle et d’optimisation réalisables.

: organisation de la R&D pour acquérir des méthodes contribuant à la chaîne «simulation, contrôle, optimisation »

s opérationnelles d’aide à la décision peuvent inclure une ou plusieurs des quatre dimensions présentées ci-dessus (modélisation, simulation, contrôle, optimisationlesquelles impliquent, au sein des modèles de base, des connaissances en économie, statistiques, traitement du signal, automatique, mathématiques appliquéesaboutit à des outils d’aide à la décision (temps réel, management prévisionnel des actifs

, laboratoire de tests, contrôle en boucle fermée, etc..) qui doivent

35

, et donc pour le système électrique dans son ensemble. Inventer, spécifier, développer et valider ces nouvelles options requiert des connaissances scientifiques

striels fournisseurs de technologies, soit par les opérateurs de réseaux, une fois les concepts et maquettes associés

outils d’aide à la décision de plus en plus sophistiqués sont nécessaires est un prérequis pour

mission de gestionnaire de réseau

Ces connaissances scientifiques nouvelles concernent en premier lieu la chaîne », chaîne que l’on retrouve à toutes les

échelles de temps des fonctions de l’opérateur de réseau et qui demeure essentielle pour s’appuie sur l’observation

: ce contrôle implique nécessairement une simulation de ce système, même requiert une modélisation adaptée. Inversement, le type et les limitations des

de simulations à mettre en œuvre, lesquelles, à leur tour, conditionnent le type de contrôle et d’optimisation réalisables.

: organisation de la R&D pour acquérir des méthodes contribuant à la chaîne « modélisation,

inclure une ou plusieurs des modélisation, simulation, contrôle, optimisation),

en électrotechnique, mathématiques appliquées. On

management prévisionnel des actifs, e, etc..) qui doivent

• des choix d’infrastructure informatique• des choix d’environnement

Homme-Machine, la gestion des données, l’intégration dans le Système d’Information de l’entreprise.

Figure 19 : les liens entre connaissances de base et applications pour l

5.4.1 Techniques de modélisation des couches physique, logique et marché, aux trois échelles de temps caractéristiques des fonctions de RTE

Enjeu : Savoir combiner modélisation physiquedonnées et leur exploration) pour pouvoir prendre des décisions plus fiables eu regard aux besoins des trois fonctions clés de RTE Les techniques de conception d’architectures fonctionnent sur des spectres d’échelles pouvoir mettre en œuvre des modèles qui soit décrivent la dynamique physique des réseaux (quelle formulation mathématique de la description de l’état de grands systèmes couplés pour couvrir des dynamiques très variéesmétéorologiques) et des mesurcombinaison des deux (par exemple la plateun axe de recherche spécifique des problématiques de simulation de grands systèmes (appelée aussi Système de Systèmes). Par ailleurs, la modélisation des marchés de l’électricité doit prendre en compte les comportements stratégiques d’acteurs de marchéalors privilégiées. Mais quelle que soit la technique de modélisation choisie, on retrouve de manière récurrente les problématiques d’identification de modèles, de leur réduction et de leur

18 Par exemple : comment utiliser au mieux les machines multicores? Quel est l’intérêt du HPC, de FPGA ou GPU pour l’implémentation de ces applications ? 19 Les techniques de modélisation de défaillances de systèmes complexes (approches probabilistes ou mixtes qui permettent de simuler la propagation d’incidents et leurs conséquences sur l’état d’un système

8 Octobre 2013

choix d’infrastructure informatique18 (matériels et logiciels), choix d’environnements pour héberger les applicatifs incluant les interfaces

Machine, la gestion des données, l’intégration dans le Système d’Information

: les liens entre connaissances de base et applications pour l’aide à la décision

Techniques de modélisation des couches physique, logique et marché, aux trois échelles de temps caractéristiques des fonctions de RTE

Savoir combiner modélisation physique et mesures ou données) pour pouvoir prendre des décisions plus fiables eu regard

aux besoins des trois fonctions clés de RTE

es techniques de conception d’architectures et de pilotage du système électriquent sur des spectres d’échelles spatiales et temporelles très larges

pouvoir mettre en œuvre des modèles qui soit décrivent la dynamique physique des réseaux formulation mathématique de la description de l’état de grands systèmes couplés pour

très variées ?), soit utilisent des données mesures dans le cadre de leur fonctionnement réel, soit une

combinaison des deux (par exemple la plate-forme iTESLA19) : cette combinaison fique des problématiques de simulation de grands systèmes (appelée

Par ailleurs, la modélisation des marchés de l’électricité doit prendre en compte les comportements stratégiques d’acteurs de marché : les techniques d’agents alors privilégiées. Mais quelle que soit la technique de modélisation choisie, on retrouve de manière récurrente les problématiques d’identification de modèles, de leur réduction et de leur

: comment utiliser au mieux les machines multicores? Quel est l’intérêt du HPC, de FPGA ou GPU pour l’implémentation de

Les techniques de modélisation de défaillances de systèmes complexes (approches probabilistes ou mixtes qui permettent de simuler la propagation d’incidents et leurs conséquences sur l’état d’un système

36

pour héberger les applicatifs incluant les interfaces Machine, la gestion des données, l’intégration dans le Système d’Information

’aide à la décision

Techniques de modélisation des couches physique, logique et marché, aux trois

ou données (grandes bases de ) pour pouvoir prendre des décisions plus fiables eu regard

et de pilotage du système électrique spatiales et temporelles très larges. RTE doit donc

pouvoir mettre en œuvre des modèles qui soit décrivent la dynamique physique des réseaux formulation mathématique de la description de l’état de grands systèmes couplés pour

es données (par exemple s dans le cadre de leur fonctionnement réel, soit une

ette combinaison est en soi fique des problématiques de simulation de grands systèmes (appelée

Par ailleurs, la modélisation des marchés de l’électricité doit prendre en compte les : les techniques d’agents intelligents sont

alors privilégiées. Mais quelle que soit la technique de modélisation choisie, on retrouve de manière récurrente les problématiques d’identification de modèles, de leur réduction et de leur

: comment utiliser au mieux les machines multicores? Quel est l’intérêt du HPC, de FPGA ou GPU pour l’implémentation de

Les techniques de modélisation de défaillances de systèmes complexes (approches probabilistes ou mixtes - probabilistes/déterministes)

simplification pour rendre les simulations et leniveau système. Sur les aspects électrotechniques modèle de composant technologique très détaillé (nécessaire pour la conception et le dimensionnement du composant en question) à un modèle simplifié, mais capable de capter les effets « système » de son intégrationd’investiguer les approches et les méthodes basées sur l’utilisation de grandes quantités de données et de mesures issues de l’exploitation des réseaux pour en extraire de l’information et des modèles de comportement. Ces approches (sont en plein essor, poussées par le déploiement d’Internet et de la biaussi grâce à la réduction des coûts de communication, de stockage de l’information et de calcul. La reconnaissance de configurations inhabituelles dans un grand système peut devenir un outil puissant pour aider les exploitants du résans le recours à des modélisations physiques). La modélisation des incertitudes et de toutes variables stochastiques impactant le système électrique est enfin un axe de recherche nouveau qui vise à améliorer les prises de décision à toutes les échelles de temps.

5.4.2 Techniques de simulation utilisant des modèles adaptés gérant le compromis difficile entre fidélité, performance et flexibilité

Enjeu : Savoir combiner et faire évoluer flexibles (algorithmes propriétaires ou ouverts) pour pouvoir rendre les modèles opérationnels dans les services de RTE (exploitation, maintenance, développement réseau) Il s’agit de formuler des algorithmes numériques (précision, stabilité) qui permettent de simuler le comportement d’en concevoir des améliorations, puis de l’optimiser ou de le piloter. Des compromis doivent alors être faits entre :

• fidélité des simulations (la capacité à produire des résultats réalistes), caractéristique essentielle pour des applications

• performance des simulationspour différents contextes d’utilisation prise de décision en temps limité ou pour des applications de type Monte Carlo

• flexibilité des simulations (la capacité à simuler de nouveaux composants, mécanismes, comportements sans avoir à développer un nouveau simulateur).

Ce compromis doit être revisité mathématiques appliquées, mais aussicoûts maîtrisés. Pour les simulations de type «constantes de temps faible < 1 h), les enjeux majeurs sont la cohabitation entre système à temps discret et à temps continu (de plus en plus de contrôles sous forme numérique), la gestion des commutations, les aspects stochastiques (variabilité aléatoire des consommations et de certaines productions d’énergie électrique commela question de la séparation entre phénomènes électromécaniques et électromagnétiquesdu fait que de plus en plus de composants à base d’électrotechnique de puissance sont connectés au réseau.

20 Par exemple : le passage d’un modèle électrotechnique complet à un modèle moyen (module et phase de tension à 50 Hz) pour des composants à électronique de puissance

8 Octobre 2013

simplification pour rendre les simulations et les optimisations performantes et pertinentes au

électrotechniques des phénomènes, la difficulté essentielle est de passer d’un modèle de composant technologique très détaillé (nécessaire pour la conception et le

ent du composant en question) à un modèle simplifié, mais capable de capter » de son intégration20. Par ailleurs, il est désormais inévitable

d’investiguer les approches et les méthodes basées sur l’utilisation de grandes quantités de onnées et de mesures issues de l’exploitation des réseaux pour en extraire de l’information et

des modèles de comportement. Ces approches (grandes bases de données et leur explorationsont en plein essor, poussées par le déploiement d’Internet et de la bio-aussi grâce à la réduction des coûts de communication, de stockage de l’information et de calcul. La reconnaissance de configurations inhabituelles dans un grand système peut devenir un outil puissant pour aider les exploitants du réseau à détecter des situations à risque (et ceci sans le recours à des modélisations physiques). La modélisation des incertitudes et de toutes variables stochastiques impactant le système électrique est enfin un axe de recherche nouveau

r les prises de décision à toutes les échelles de temps.

Techniques de simulation utilisant des modèles adaptés gérant le difficile entre fidélité, performance et flexibilité

et faire évoluer différentes techniques de simulation(algorithmes propriétaires ou ouverts) pour pouvoir rendre les modèles

opérationnels dans les services de RTE (exploitation, maintenance, développement

algorithmes numériques (avec leurs critères de précision, stabilité) qui permettent de simuler le comportement du système électrique d’en concevoir des améliorations, puis de l’optimiser ou de le piloter. Des compromis doivent

ons (la capacité à produire des résultats réalistes), caractéristique essentielle pour des applications, performance des simulations ( la capacité à simuler avec un temps de calcul maitrisé) pour différents contextes d’utilisation ayant soit des contraintes temps réelprise de décision en temps limité ou pour des applications de type Monte Carlo

des simulations (la capacité à simuler de nouveaux composants, mécanismes, comportements sans avoir à développer un nouveau simulateur).

être revisité périodiquement en utilisant des avancées en matière de mais aussi grâce à l’accès à de grande capacité de calcul à des

. Pour les simulations de type « électrotechnique » (phénomènes avec de constantes de temps faible < 1 h), les enjeux majeurs sont la cohabitation entre système à

discret et à temps continu (de plus en plus de contrôles sous forme numérique), la gestion des commutations, les aspects stochastiques (variabilité aléatoire des consommations

d’énergie électrique comme l’éolien ou le PV-solaila question de la séparation entre phénomènes électromécaniques et électromagnétiques

de plus en plus de composants à base d’électrotechnique de puissance sont

le passage d’un modèle électrotechnique complet à un modèle moyen (module et phase de tension à 50 Hz) pour des

37

s optimisations performantes et pertinentes au

des phénomènes, la difficulté essentielle est de passer d’un modèle de composant technologique très détaillé (nécessaire pour la conception et le

ent du composant en question) à un modèle simplifié, mais capable de capter . Par ailleurs, il est désormais inévitable

d’investiguer les approches et les méthodes basées sur l’utilisation de grandes quantités de onnées et de mesures issues de l’exploitation des réseaux pour en extraire de l’information et

grandes bases de données et leur exploration) -informatique, mais

aussi grâce à la réduction des coûts de communication, de stockage de l’information et de calcul. La reconnaissance de configurations inhabituelles dans un grand système peut devenir

seau à détecter des situations à risque (et ceci sans le recours à des modélisations physiques). La modélisation des incertitudes et de toutes variables stochastiques impactant le système électrique est enfin un axe de recherche nouveau

Techniques de simulation utilisant des modèles adaptés gérant le

imulation fidèles et (algorithmes propriétaires ou ouverts) pour pouvoir rendre les modèles

opérationnels dans les services de RTE (exploitation, maintenance, développement

ères de convergence, du système électrique en vue

d’en concevoir des améliorations, puis de l’optimiser ou de le piloter. Des compromis doivent

ons (la capacité à produire des résultats réalistes), caractéristique

( la capacité à simuler avec un temps de calcul maitrisé) contraintes temps réel «dur », de

prise de décision en temps limité ou pour des applications de type Monte Carlo, des simulations (la capacité à simuler de nouveaux composants,

mécanismes, comportements sans avoir à développer un nouveau simulateur).

en utilisant des avancées en matière de grâce à l’accès à de grande capacité de calcul à des

» (phénomènes avec de constantes de temps faible < 1 h), les enjeux majeurs sont la cohabitation entre système à

discret et à temps continu (de plus en plus de contrôles sous forme numérique), la gestion des commutations, les aspects stochastiques (variabilité aléatoire des consommations

solaire, …), et enfin la question de la séparation entre phénomènes électromécaniques et électromagnétiques, ceci

de plus en plus de composants à base d’électrotechnique de puissance sont

le passage d’un modèle électrotechnique complet à un modèle moyen (module et phase de tension à 50 Hz) pour des

Pour les simulations de type «(essentiellement équilibre offremécanismes de marché et la prise en compte du comportement des acteurs du système électrique. La simulation à base d’agents semble une approche séduisante mais assez difficile à mettre en œuvre pour de grands systèmes. Au« traditionnelle », ce type d’approche «complexes, comme par exemple, l’interaction entre le système électrique et d’autres infrastructures critiques, la simulation de reprise de service après un incident majeur en prenant en compte les procédures de réparation et de vérificationressources humaines. Enfin, les difficultés de mise en œuvre l’objet d’une attention particulière car elles particulier l’initialisation et l’résultats).

5.4.3 Techniques de contrôle utilisant les nouveaux capteurs et les nouveaux actionneurs Enjeu : Faire évoluer les techniques de contrôlecompte l’intermittence des moyens de production Faire face à l’intermittence des moyens de productioncontrôles en boucle fermée pour assurer l« capteurs » (PMUs, compteurs intelligents, …), actionneudans des réseaux AC) et réseaux de télécommunication peropportunités pour imaginer de nouveaux types de contrôlechoix entre de systèmes de contrôlegrand système (observabilité, commandabilité, stabilité) continuent l’application de ces techniques aux grands systèmes électriques doit être analysé en détails (approche de type Lyapunov, platitude, synthèse de contrôle optimal, la prise en compte des incertitudes nécessite la mise en de concepts nouveaux, comme par exemple la commande robuste et/ou prédictive.

5.4.4 Techniques d’optimisation à la recherche de l’optimum global avec une modélisation de plus en plus détaillée et complexe du système

Enjeu : développer des techniques d’optimisation capables de fournir des optima globaux pour des problèmes du système La recherche de l’optimum poursuivie depuis le début de l’utilisation de méthodes d’optimisation pour concevoir conduire les systèmes électriques. effet, les méthodes opérationnelles actuelles utilisent des modélisations approximatives (linéarisation..) ou bien, lorsque la modélisation est trop complexe,conduire à un ou des optima « Les techniques d’optimisation réseaux nécessitent le recours àcomplexités spatiale, temporelle et stochastique

8 Octobre 2013

Pour les simulations de type « Marché », il s’agit de simuler le couplage entre la physique équilibre offre-demande) et l’économie, ceci incluant une modélisation des

mécanismes de marché et la prise en compte du comportement des acteurs du système base d’agents semble une approche séduisante mais assez difficile

à mettre en œuvre pour de grands systèmes. Au-delà de cette application , ce type d’approche « agent » peut permettre de simuler des systèmes

exemple, l’interaction entre le système électrique et d’autres infrastructures critiques, la simulation de reprise de service après un incident majeur en

procédures de réparation et de vérification, ainsi que

de mise en œuvre opérationnelle des outils de simulation l’objet d’une attention particulière car elles conditionnent leur performance globale

et l’arrêt des calculs, la gestion de données ou le traitement des

Techniques de contrôle utilisant les nouveaux capteurs et les nouveaux actionneurs

Faire évoluer les techniques de contrôle en boucle fermée pour prendre en moyens de production

face à l’intermittence des moyens de production nécessitera d’aller vers plus de pour assurer la sécurité du système. L’avènement de

» (PMUs, compteurs intelligents, …), actionneurs (TDs, Lignes à Courant Continu réseaux de télécommunication performants (fibre o

opportunités pour imaginer de nouveaux types de contrôles. Une des questions clés est contrôles centralisés ou distribués. Les techniques d’analyse de

grand système (observabilité, commandabilité, stabilité) continuent à évoluer et l’intérêt de l’application de ces techniques aux grands systèmes électriques doit être analysé en détails

, platitude, commandabilité des systèmes à retard, …). Sur la synthèse de contrôle optimal, la prise en compte des incertitudes nécessite la mise en de concepts nouveaux, comme par exemple la commande robuste et/ou prédictive.

s d’optimisation à la recherche de l’optimum global avec une modélisation de plus en plus détaillée et complexe du système

développer des techniques d’optimisation capables de fournir des optima globaux pour des problèmes avec une modélisation de plus en plus détaillée et complexe

La recherche de l’optimum global d’un système peut sembler être une quête sans fin, poursuivie depuis le début de l’utilisation de méthodes d’optimisation pour concevoir

les systèmes électriques. Cette recherche reste cependant un objectif d’actualité. En effet, les méthodes opérationnelles actuelles utilisent des modélisations approximatives

ou bien, lorsque la modélisation est trop complexe, des algorithmes pouvant « locaux » dont on ignore la distance à l’optimum global

optimisation très complexes utilisées dans le cadre du développement de nécessitent le recours à des méthodes de décomposition/coordination

spatiale, temporelle et stochastique de ce type de systèmes.

38

», il s’agit de simuler le couplage entre la physique une modélisation des

mécanismes de marché et la prise en compte du comportement des acteurs du système base d’agents semble une approche séduisante mais assez difficile

delà de cette application désormais » peut permettre de simuler des systèmes

exemple, l’interaction entre le système électrique et d’autres infrastructures critiques, la simulation de reprise de service après un incident majeur en

ainsi que la disponibilité de

opérationnelle des outils de simulation doivent faire performance globale (en

la gestion de données ou le traitement des

Techniques de contrôle utilisant les nouveaux capteurs et les nouveaux actionneurs

en boucle fermée pour prendre en

d’aller vers plus de L’avènement de nouveaux

rs (TDs, Lignes à Courant Continu ibre optique) ouvre des

. Une des questions clés est alors le Les techniques d’analyse de

évoluer et l’intérêt de l’application de ces techniques aux grands systèmes électriques doit être analysé en détails

commandabilité des systèmes à retard, …). Sur la synthèse de contrôle optimal, la prise en compte des incertitudes nécessite la mise en œuvre de concepts nouveaux, comme par exemple la commande robuste et/ou prédictive.

s d’optimisation à la recherche de l’optimum global avec une

développer des techniques d’optimisation capables de fournir des optima plus en plus détaillée et complexe

peut sembler être une quête sans fin, poursuivie depuis le début de l’utilisation de méthodes d’optimisation pour concevoir et

Cette recherche reste cependant un objectif d’actualité. En effet, les méthodes opérationnelles actuelles utilisent des modélisations approximatives

des algorithmes pouvant optimum global.

dans le cadre du développement de des méthodes de décomposition/coordination pour gérer les

Par ailleurs, des recherches récentes (des possibilités de trouver un optimumpourtant non convexes. De plus, les modèles futurs devront intégrer le système électrique complet dans ces formulations d’optimisation, prenant en comptant les incertitudes (risk based, chance constrained optimisation, robust optimisation, …), les contrôles en boucle fermée et des comportements d’équipement conduisant à des problèmes contenant des formulations en variables entières (MILP, MINLP, MPEC, …). Enfin des contraintes de performances des outils d’optimisation pousseront à tester des approches hybrides entre algorithmes classiques (Méthode de Successive SQP), ceci afin de tirer le meilleur parti des avantages spécifiques de chacun d’eux(grand système creux/ démarrage à chaud) Enfin, pour certains types d’application (par exemplecompensation d’énergie réactive), outils d’optimisation actuels temporels des fonctions coût et des contraintes pour les problèmes d’optimisation semble être une tendance lourde pour les travaux futurs. Les méthodes métagénétique, colonie de fourmis, possibles pour résoudre ce type de problème.

5.5 Evaluer et faire émergerde réseaux intelligents

Les opérateurs de transport et de distribution cooet innovation pour accroître la capacité du réseau et améliorer la flexibilité du système électrique. Ces travaux couvrent :

• des recherches exploratoiresactive21)

• des opportunités à moyen termepeuvent améliorer la productivité des services (calculateurs ultrarapides, conducteurs haute température, …)

• des besoins opérationnels identifiés d’amélioration quantifiés (par exemple méthode de restauration après incident, procédures de maintenance améliorées, etc…).

• des options réglementaires, voire politiquesmonopole naturel d’activités sur leurde sociétés, ce qui nécessite des travaux de recherche, lesquels sont alors à l’origine d’innovations technologiques, commerciales, voire organisationnelles.

Ces programmes d’innovation sont euxpropres au réseau électrique :

• La connaissance acquise par des recherches de base doit être intégrée dans prototypes opérationnels

21 On appelle distribution active les techniques d’instrumentation et d’actuateurs du réseau et des consolois de commandes de piloter de manière optimale le fonctionnement du système global : la fonction « coût » peut être, par exfiabilité de fourniture, la qualité du courant fourni ou la minimisation des pertes oh

8 Octobre 2013

Par ailleurs, des recherches récentes (relaxation convexe, SDP, SOCP, …)un optimum global pour les problèmes d’optimisation qui

non convexes. De plus, les modèles futurs devront intégrer le système électrique complet dans ces formulations d’optimisation, prenant en comptant les incertitudes (risk

optimisation, robust optimisation, …), les contrôles en boucle fermée et des comportements d’équipement conduisant à des problèmes contenant des formulations en variables entières (MILP, MINLP, MPEC, …). Enfin des contraintes de

ptimisation pousseront à tester des approches hybrides entre Méthode de Points Intérieurs IPM, Programmation Quadratique

SQP), ceci afin de tirer le meilleur parti des avantages spécifiques de chacun d’euxcreux/ démarrage à chaud).

pour certains types d’application (par exemple : investissement en moyens de compensation d’énergie réactive), les limites de la modélisation « statique

actuels risquent d’être atteintes : l’évaluation via des simulateurs temporels des fonctions coût et des contraintes pour les problèmes d’optimisation semble être une tendance lourde pour les travaux futurs. Les méthodes méta-heuristiques (algorithme génétique, colonie de fourmis, …) paraissent être, à court terme, les seulpossibles pour résoudre ce type de problème.

Evaluer et faire émerger le potentiel de flexibilité provenant des utilisateurs de réseaux intelligents

Les opérateurs de transport et de distribution coopèrent en France et en Europe en recherche et innovation pour accroître la capacité du réseau et améliorer la flexibilité du système électrique. Ces travaux couvrent :

des recherches exploratoires à long terme (par exemple le rôle de la distribution

des opportunités à moyen terme offertes par les nouvelles technologies qui peuvent améliorer la productivité des services (calculateurs ultrarapides, conducteurs haute température, …)

des besoins opérationnels identifiés à court terme avec des objectifs d’amélioration quantifiés (par exemple méthode de restauration après incident, procédures de maintenance améliorées, etc…).

des options réglementaires, voire politiques, où les opérateurs ayant le monopole naturel d’activités sur leur territoire sont invités à répondre à des enjeux de sociétés, ce qui nécessite des travaux de recherche, lesquels sont alors à l’origine d’innovations technologiques, commerciales, voire organisationnelles.

Ces programmes d’innovation sont eux-mêmes conditionnés par certaines caractéristiques

La connaissance acquise par des recherches de base doit être intégrée dans prototypes opérationnels afin d’être validée en opérations par l’opérateur de

On appelle distribution active les techniques d’instrumentation et d’actuateurs du réseau et des consommateurs qui permettent grâce à de

lois de commandes de piloter de manière optimale le fonctionnement du système global : la fonction « coût » peut être, par exfiabilité de fourniture, la qualité du courant fourni ou la minimisation des pertes ohmiques

39

…) laissent entrevoir global pour les problèmes d’optimisation qui sont

non convexes. De plus, les modèles futurs devront intégrer le système électrique complet dans ces formulations d’optimisation, prenant en comptant les incertitudes (risk

optimisation, robust optimisation, …), les contrôles en boucle fermée et des comportements d’équipement conduisant à des problèmes contenant des formulations en variables entières (MILP, MINLP, MPEC, …). Enfin des contraintes de

ptimisation pousseront à tester des approches hybrides entre Programmation Quadratique

SQP), ceci afin de tirer le meilleur parti des avantages spécifiques de chacun d’eux

: investissement en moyens de statique » utilisée dans les

: l’évaluation via des simulateurs temporels des fonctions coût et des contraintes pour les problèmes d’optimisation semble être

heuristiques (algorithme …) paraissent être, à court terme, les seules candidates

provenant des utilisateurs

pèrent en France et en Europe en recherche et innovation pour accroître la capacité du réseau et améliorer la flexibilité du système

(par exemple le rôle de la distribution

offertes par les nouvelles technologies qui peuvent améliorer la productivité des services (calculateurs ultrarapides,

avec des objectifs d’amélioration quantifiés (par exemple méthode de restauration après incident,

, où les opérateurs ayant le territoire sont invités à répondre à des enjeux

de sociétés, ce qui nécessite des travaux de recherche, lesquels sont alors à l’origine d’innovations technologiques, commerciales, voire organisationnelles.

tionnés par certaines caractéristiques

La connaissance acquise par des recherches de base doit être intégrée dans des afin d’être validée en opérations par l’opérateur de

mmateurs qui permettent grâce à de lois de commandes de piloter de manière optimale le fonctionnement du système global : la fonction « coût » peut être, par exemple, la

réseau (transport et/en œuvre sur le réseau réel, ce qui augmente le coût de validation.

• Pour certaines technologies, constructeurs et opérateurs peuvent combiner leurs équipes afin de procéder à des essais sur des sites

• La durée de vie d’équipements ou logiciels est très longue (pouvant aller aude 50 ans pour certains matériels !), ce qui rend d’autant plus délicat l’engagement sur la fiabilité des performances réel.

RTE est un acteur majeur de d’accroissement de flexibilité du système électrique, qu’il vienne des opérateurs de réseaux ou du marché.

Figure 20 : organisation de l’accompagnement des activités de R&D contribuant à l’optimisation de la

5.5.1 Les opérateurs de réseaux comme constructeur de flexibilité Enjeu : Comment faire évoréseaux pour qu’ils deviennent constructeurs de flexibilité grâce au réseau de transport pan Européen Le troisième paquet législatif a introduit plusieurs approches complémentaires pour poursuivre la construction d’un marché unique de ldirectement dans au moins quatre

• la coordination européenne au travers d’nécessite une harmonisation de l’ensemble des positions prises par RTE sur sa capacité en tant qu’opérateur de système électrique français à accroitre sa propre flexibilité,

• l’évolution des codes de réseaux au niveau européenparticulière apportée aux conditions de raccordement des renouvelables, à l’exploitation du système et aux

• l’évolution des relations avec les opérateurs de distributionpermet de définir de nouveaux types de services pour pouvoir les tester en vraie grandeur dans le cadre de démonstration

8 Octobre 2013

et/ou distribution). Cette validation nécessite en général une mise en œuvre sur le réseau réel, ce qui augmente le coût de validation.

Pour certaines technologies, constructeurs et opérateurs peuvent combiner leurs équipes afin de procéder à des essais sur des sites ad hoc.

La durée de vie d’équipements ou logiciels est très longue (pouvant aller aude 50 ans pour certains matériels !), ce qui rend d’autant plus délicat l’engagement sur la fiabilité des performances à partir de travaux sur des prototypes testés

ces travaux qui permettent de susciter et d’évaluer le potentiel d’accroissement de flexibilité du système électrique, qu’il vienne des opérateurs de réseaux ou

sation de l’accompagnement des activités de R&D contribuant à l’optimisation de la flexibilité du système électrique

Les opérateurs de réseaux comme constructeur de flexibilité

Comment faire évoluer l’environnement réglementaire des opérateurs de réseaux pour qu’ils deviennent constructeurs de flexibilité grâce au réseau de transport

Le troisième paquet législatif a introduit plusieurs approches complémentaires pour poursuivre la construction d’un marché unique de l’électricité en Europe. RTE est impliqué

quatre d’entre elles :

la coordination européenne au travers d’ENTSO-EE et de CORESOnécessite une harmonisation de l’ensemble des positions prises par RTE sur sa

u’opérateur de système électrique français à accroitre sa propre

l’évolution des codes de réseaux au niveau européen avec une attention particulière apportée aux conditions de raccordement des renouvelables, à l’exploitation du système et aux mécanismes des marchés liés à la flexibilité,

l’évolution des relations avec les opérateurs de distributionpermet de définir de nouveaux types de services pour pouvoir les tester en vraie grandeur dans le cadre de démonstrations soit en France soit en Europe,

40

ibution). Cette validation nécessite en général une mise en œuvre sur le réseau réel, ce qui augmente le coût de validation.

Pour certaines technologies, constructeurs et opérateurs peuvent combiner leurs

La durée de vie d’équipements ou logiciels est très longue (pouvant aller au-delà de 50 ans pour certains matériels !), ce qui rend d’autant plus délicat l’engagement

des prototypes testés en

évaluer le potentiel d’accroissement de flexibilité du système électrique, qu’il vienne des opérateurs de réseaux ou

sation de l’accompagnement des activités de R&D contribuant à l’optimisation de la

des opérateurs de réseaux pour qu’ils deviennent constructeurs de flexibilité grâce au réseau de transport

Le troisième paquet législatif a introduit plusieurs approches complémentaires pour ’électricité en Europe. RTE est impliqué

E et de CORESO, ce qui nécessite une harmonisation de l’ensemble des positions prises par RTE sur sa

u’opérateur de système électrique français à accroitre sa propre

avec une attention particulière apportée aux conditions de raccordement des renouvelables, à

mécanismes des marchés liés à la flexibilité,

l’évolution des relations avec les opérateurs de distribution , évolution qui permet de définir de nouveaux types de services pour pouvoir les tester en vraie

soit en France soit en Europe,

• des recommandations,

marché qui renforce Cette activité de recherche appliquée permet au travers d’actions de communication, menéen interne comme vers les partenaires et clients de RTE, de mieux articuler les activités de R&D entre les trois niveaux (européen, national, régional) et faire évoluer les interfaces entre réseaux de transport et de distribution aux bénéfices des clien

5.5.2 Les nouvelles offres de flexibilité Enjeu : Comment orienter les développements externes pour maximiser la valeur d’usage du système électrique grâce à des apports de flexibilité nouveaux Le foisonnement technologique encouragdes technologies de l’information et de la communication permet à de nouvelles options de flexibilité pour le système électrique dans son ensemble

• le stockage de l’électricitécentralisées opérées par des sociétés adparticulier pour mieux d’origine renouvelable

• le véhicule électriquetous engagés dans des développements et ventes de solutions (hybrides ou tout électrique), et dont on peut à la fois craindre l’impact sur le management des pics de charge journaliers, mais aussi utiliser la capacitvoire de services pour le système électrique.

• la modulation à la demandeencore nécessaires, en particulier pour comprendre le comportement de classes de clients vis à vis de si

• la contrôlabilité des sources de production l’électricité d’originerenouvelable : certains pays européens ont introduit des règlements de raccordement qui réduisent le niveau d’observabilité duD’autres comme l’Espagne, ont adopté la création d’un centre de contrôle adpour l’éolien. L’observabilité et la contrôlabilité sont fondamentales pour l’équilibrage du réseau, et le management de l’impact des énergies renouvelablsur l’adéquation entre production et consommation. RTE se doit d’analyser toutes les opportunités de flexibilité que peut offrir la contrôlabilité des sources d’électricité renouvelable.

Sur ces quatre axes de progrès, l’apport de RTE en termes de connaissances nouvelles est triple :

• expérimenter de nouvelles solutions de flexibilitépermettant de qualifier les solutions techniques et économiques.

• développer des méthodes d’analyse coûts/bénéficescompte le bien public, et de les appliquer, ou les faire appliquer, par l’ensemble des ayants droit capables de maximiser la flexibilité au système technique.

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des recommandations, auprès des régulateurs, pour de nouveaux concepts de marché qui renforcent la flexibilité apportée par le réseau.

Cette activité de recherche appliquée permet au travers d’actions de communication, menéen interne comme vers les partenaires et clients de RTE, de mieux articuler les activités de R&D entre les trois niveaux (européen, national, régional) et faire évoluer les interfaces entre réseaux de transport et de distribution aux bénéfices des clients du système électrique.

de flexibilité

Comment orienter les développements externes pour maximiser la valeur d’usage du système électrique grâce à des apports de flexibilité nouveaux

e foisonnement technologique encouragé par les progrès de l’électronique de puissance et des technologies de l’information et de la communication permet à de nouvelles options de

me électrique dans son ensemble :

le stockage de l’électricité grâce à de nouvelles solutions centralisées opérées par des sociétés ad-hoc permet d’accroître la flexibilité en particulier pour mieux gérer le caractère intermittent de la production d’électricité d’origine renouvelable.

le véhicule électrique, pour lequel les constructeurs automobiles européens sont tous engagés dans des développements et ventes de solutions (hybrides ou tout électrique), et dont on peut à la fois craindre l’impact sur le management des pics de charge journaliers, mais aussi utiliser la capacité de stockage en heure creuse, voire de services pour le système électrique.

a modulation à la demande pour laquelle de nombreuses démonstrations sont encore nécessaires, en particulier pour comprendre le comportement de classes de clients vis à vis de signaux de prix pour, par exemple, effacer leur consommation

a contrôlabilité des sources de production l’électricité d’origine: certains pays européens ont introduit des règlements de

raccordement qui réduisent le niveau d’observabilité du système électrique. D’autres comme l’Espagne, ont adopté la création d’un centre de contrôle adpour l’éolien. L’observabilité et la contrôlabilité sont fondamentales pour l’équilibrage du réseau, et le management de l’impact des énergies renouvelablsur l’adéquation entre production et consommation. RTE se doit d’analyser toutes les opportunités de flexibilité que peut offrir la contrôlabilité des sources d’électricité renouvelable.

Sur ces quatre axes de progrès, l’apport de RTE en termes de connaissances nouvelles est

de nouvelles solutions de flexibilité via des démonstrateurs réels permettant de qualifier les solutions techniques et économiques.

es méthodes d’analyse coûts/bénéfices capables de prendre en compte le bien public, et de les appliquer, ou les faire appliquer, par l’ensemble des ayants droit capables de maximiser la flexibilité au système technique.

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auprès des régulateurs, pour de nouveaux concepts de

Cette activité de recherche appliquée permet au travers d’actions de communication, menées en interne comme vers les partenaires et clients de RTE, de mieux articuler les activités de R&D entre les trois niveaux (européen, national, régional) et faire évoluer les interfaces entre

ts du système électrique.

Comment orienter les développements externes pour maximiser la valeur d’usage du système électrique grâce à des apports de flexibilité nouveaux ?

é par les progrès de l’électronique de puissance et des technologies de l’information et de la communication permet à de nouvelles options de

tions décentralisées ou hoc permet d’accroître la flexibilité en

le caractère intermittent de la production d’électricité

constructeurs automobiles européens sont tous engagés dans des développements et ventes de solutions (hybrides ou tout électrique), et dont on peut à la fois craindre l’impact sur le management des pics

é de stockage en heure creuse,

pour laquelle de nombreuses démonstrations sont encore nécessaires, en particulier pour comprendre le comportement de classes de

gnaux de prix pour, par exemple, effacer leur consommation.

a contrôlabilité des sources de production l’électricité d’origine : certains pays européens ont introduit des règlements de

système électrique. D’autres comme l’Espagne, ont adopté la création d’un centre de contrôle ad-hoc pour l’éolien. L’observabilité et la contrôlabilité sont fondamentales pour l’équilibrage du réseau, et le management de l’impact des énergies renouvelables sur l’adéquation entre production et consommation. RTE se doit d’analyser toutes les opportunités de flexibilité que peut offrir la contrôlabilité des sources

Sur ces quatre axes de progrès, l’apport de RTE en termes de connaissances nouvelles est

via des démonstrateurs réels permettant de qualifier les solutions techniques et économiques.

capables de prendre en compte le bien public, et de les appliquer, ou les faire appliquer, par l’ensemble des ayants droit capables de maximiser la flexibilité au système technique.

• proposer aux régulateurs (français

d’évolutions ou d’innovations règlementairesà un coût acceptable.

5.6 Savoir estimer et maîtriser les impacts (économiques, environnementaux, sociétaux, ..) de toute l’activité de RTE

Les opérateurs de réseau ont besoin de solutions nouvelles pour répondre aux défis posés au système électrique européen, ceci pour avoir une capacité de réponse face à l’opposition du public à l’extension des lignes, suite bien souvent à des audits environnementdéfavorables. En l’absence d’options nouvelles, les gestionnaires de réseaux se alors dans l’impossibilité d’assurer leurs missions. Par ailleurs, les travaux d’étude sur les risques liés aux interactions entre champs électromagnétiques et environnement ne font qu’amplifier le doute dans le public sur l’innocuité des champs électriques sur les êtres vivants (homme, animaux, plantes). Recherche et innovation sont donc nécessaires pour faire face à des paradoxes potentiels

• une électricité sûre et disponible, à des coûts abordables,

• une électricité capable de répondre aux

• une électricité responsable des grands équilibres environnementaux. La réponse unique du passé –mélange d’options techniques et organisationnelles qui permettra de déboucher sur des solutions innovantes, ce qui nécessite de disposer de méthodes et connaissances nouvelles pour évaluer et maîtriser l’ensemble des impacts de environnementaux, économiques, sociétaux ou autre Ces méthodes doivent introduire l’écoconception comme principe refondateur, tandis que les connaissances nouvelles couvrent la biodiversité, la santé et la socioénergétiques. Sur ces axes de progrès, l’apport de RTE est toujours construit en partenariat avec des experts externes. Il couvre deux types de connaissance méthodologique

• les méthodes d’analyse du cycle de vie de composants et sousdu réseau de transport d’électricité,

• les méthodes d’analyse du cycle de vie, étendue aux impacts sociaux, biodiversité, et la

8 Octobre 2013

proposer aux régulateurs (français ou européen) des recommandations d’évolutions ou d’innovations règlementaires qui maximiseront cette flexibilité à un coût acceptable.

et maîtriser les impacts (économiques, environnementaux, sociétaux, ..) de toute l’activité de RTE

érateurs de réseau ont besoin de solutions nouvelles pour répondre aux défis posés au système électrique européen, ceci pour avoir une capacité de réponse face à l’opposition du public à l’extension des lignes, suite bien souvent à des audits environnementdéfavorables. En l’absence d’options nouvelles, les gestionnaires de réseaux se alors dans l’impossibilité d’assurer leurs missions.

Par ailleurs, les travaux d’étude sur les risques liés aux interactions entre champs et environnement ne font qu’amplifier le doute dans le public sur

l’innocuité des champs électriques sur les êtres vivants (homme, animaux, plantes). Recherche et innovation sont donc nécessaires pour faire face à des paradoxes potentiels

é sûre et disponible, à des coûts abordables,

une électricité capable de répondre aux nouveaux besoins de consommation,

une électricité responsable des grands équilibres environnementaux.

– l’extension des lignes – n’est désormais plus de mise : c’est le d’options techniques et organisationnelles qui permettra de déboucher sur des

solutions innovantes, ce qui nécessite de disposer de méthodes et connaissances nouvelles pour évaluer et maîtriser l’ensemble des impacts de ces options, qu’ils soient environnementaux, économiques, sociétaux ou autres.

Ces méthodes doivent introduire l’écoconception comme principe refondateur, tandis que les connaissances nouvelles couvrent la biodiversité, la santé et la socio-économie des

Sur ces axes de progrès, l’apport de RTE est toujours construit en partenariat avec des experts externes. Il couvre deux types de connaissance méthodologique nouvelle:

les méthodes d’analyse du cycle de vie de composants et sousdu réseau de transport d’électricité,

les méthodes d’analyse du cycle de vie, étendue aux impacts sociaux, et la santé y compris le champ psychologique.

42

ou européen) des recommandations qui maximiseront cette flexibilité

et maîtriser les impacts (économiques, environnementaux,

érateurs de réseau ont besoin de solutions nouvelles pour répondre aux défis posés au système électrique européen, ceci pour avoir une capacité de réponse face à l’opposition du public à l’extension des lignes, suite bien souvent à des audits environnementaux défavorables. En l’absence d’options nouvelles, les gestionnaires de réseaux se trouveraient

Par ailleurs, les travaux d’étude sur les risques liés aux interactions entre champs et environnement ne font qu’amplifier le doute dans le public sur

l’innocuité des champs électriques sur les êtres vivants (homme, animaux, plantes). Recherche et innovation sont donc nécessaires pour faire face à des paradoxes potentiels :

nouveaux besoins de consommation,

une électricité responsable des grands équilibres environnementaux.

plus de mise : c’est le d’options techniques et organisationnelles qui permettra de déboucher sur des

solutions innovantes, ce qui nécessite de disposer de méthodes et connaissances nouvelles ces options, qu’ils soient

Ces méthodes doivent introduire l’écoconception comme principe refondateur, tandis que les économie des systèmes

Sur ces axes de progrès, l’apport de RTE est toujours construit en partenariat avec des experts

les méthodes d’analyse du cycle de vie de composants et sous-systèmes typiques

les méthodes d’analyse du cycle de vie, étendue aux impacts sociaux, à la

Figure 21 : organisation de la R&D

5.6.1 Eco-concevoir les équipements du futur et leur exploitation Enjeu : Comment, avec les industriels, utiliser les méthodes d’Analyse du Cycle de Vie (ACV) pour réduire l’empreinte d’exploitation ? Deux cibles font l’objet de recherches. La réduction des émissions de SF6 (en provenance des Postes Sous Enveloppes Métalliquesconstruire permettent de tester les méthodes « ACV étendue ». Des solutions de réduction des émissions de SF6 sont désormais prêtes pour atteindre une réduction annuelle de 20% dès 2014, et de cibler une veille sur les substituts possibles ou les technolposte durable » suppose une approche globale avec les industriels par analyse du cycle de vie des composants, que ce soit sur le « poste intelligent » ou le poste du futur.évalue l’utilisation d’huile végétale dans ce

5.6.2 Anticiper les impacts du réseau sur la b Enjeu : Comment mieux anticiper les impacts positifs ou négatifs du réseau électrique sur la biodiversité des milieux avec lesquels il est en interaction Les travaux sur la biodiversité terrestre font apparaître un rôle positif de certaines infrastructures de réseau, ce qui justifie de lancer le développement, dans le cadre d’un projet européen LIFE, de méthodes plus génériques permettant d’évaluer les impacts en terme biodiversité, et de définir un référentiel pour les projets de développement de réseau, ceci afin de favoriser la biodiversité. Les travaux sur la biodiversité marine anticipent le développement des réseaux offmarin et milieu terrestre, les conséquencespostes sous-marins. Les premières applications pourraient être le raccordement de systèmes d’hydroliennes. Enfin, même si les ouvrages él

8 Octobre 2013

: organisation de la R&D pour savoir évaluer et maîtriser les impacts de toute l’activité de RTE

voir les équipements du futur et leur exploitation

Comment, avec les industriels, utiliser les méthodes d’Analyse du Cycle de Vie pour réduire l’empreinte environnementale des technologies et de leurs modes

eux cibles font l’objet de recherches. La réduction des émissions de SF6 (en provenance des Postes Sous Enveloppes Métalliques) et la durabilité des postes, qu’ils soient à rénover ou àconstruire permettent de tester les méthodes « ACV étendue ». Des solutions de réduction des émissions de SF6 sont désormais prêtes pour atteindre une réduction annuelle de 20% dès 2014, et de cibler une veille sur les substituts possibles ou les technologies sans SFposte durable » suppose une approche globale avec les industriels par analyse du cycle de vie des composants, que ce soit sur le « poste intelligent » ou le poste du futur.

l’utilisation d’huile végétale dans certains types de transformateurs.

Anticiper les impacts du réseau sur la biodiversité

Comment mieux anticiper les impacts positifs ou négatifs du réseau électrique sur la biodiversité des milieux avec lesquels il est en interaction ?

ur la biodiversité terrestre font apparaître un rôle positif de certaines infrastructures de réseau, ce qui justifie de lancer le développement, dans le cadre d’un projet européen LIFE, de méthodes plus génériques permettant d’évaluer les impacts en terme biodiversité, et de définir un référentiel pour les projets de développement de réseau, ceci afin de favoriser la biodiversité. Les travaux sur la biodiversité marine anticipent le développement des réseaux off-shore. Trois cibles sont visées : les inte

conséquences d’ « effet récif » sur les plates-marins. Les premières applications pourraient être le raccordement de systèmes

d’hydroliennes. Enfin, même si les ouvrages électriques sont loin d’être la seule cause de

43

pour savoir évaluer et maîtriser les impacts de toute l’activité de RTE

Comment, avec les industriels, utiliser les méthodes d’Analyse du Cycle de Vie environnementale des technologies et de leurs modes

eux cibles font l’objet de recherches. La réduction des émissions de SF6 (en provenance des ) et la durabilité des postes, qu’ils soient à rénover ou à

construire permettent de tester les méthodes « ACV étendue ». Des solutions de réduction des émissions de SF6 sont désormais prêtes pour atteindre une réduction annuelle de 20% dès

ogies sans SF6. Le « poste durable » suppose une approche globale avec les industriels par analyse du cycle de vie des composants, que ce soit sur le « poste intelligent » ou le poste du futur. Par ailleurs, on

Comment mieux anticiper les impacts positifs ou négatifs du réseau électrique

ur la biodiversité terrestre font apparaître un rôle positif de certaines infrastructures de réseau, ce qui justifie de lancer le développement, dans le cadre d’un projet européen LIFE, de méthodes plus génériques permettant d’évaluer les impacts en terme de biodiversité, et de définir un référentiel pour les projets de développement de réseau, ceci afin de favoriser la biodiversité. Les travaux sur la biodiversité marine anticipent le

shore. Trois cibles sont visées : les interfaces entre milieu formes marines, les

marins. Les premières applications pourraient être le raccordement de systèmes ectriques sont loin d’être la seule cause de

mortalité des oiseaux, ils peuvent toucher les espèces à grande envergurepar exemple). Un accord passé avec la LPObalises sur plus de 4 km de ligprécisément l’efficacité de cette action pour chacun des tronçons de ligne balisés.

5.6.3 Anticiper les impacts du réseau sur la s Enjeu : Comment continuer à mieux comprendre et anticiper les impacts du haute tension sur la santé des individus Alors que les études sur le niveau d’exposition des travailleurs aux champs électromagnétiques (CEM) et les relations entre niveaux d’exposition CEM et leucémie se terminent, une nouvelle étude est lancée d’Alzheimer, avec l’ambition de développer des méthodes pour la qualification de l’exposition. Par ailleurs, la virtualisation des environnements de travail pour préparer les interventions d’opérateurs dans lles opérateurs, un domaine nouveau d’évaluation pour RTE.

5.6.4 Prendre en compte la dimension sociale des concertations avec les parties prenantes Enjeu : Comment mieux prendreentre opérateurs de réseaux et parties prenantes aux projets de rénovation ou d’extension ? RTE est partenaire du projet européen INSPIREnouvelles approches pour le management des relations et la concertation entre les opérateurs de réseau avec les parties prenantes, en prenant en compte les dimensions sociales (donc non technologiques ou économiques

6 Coordination avec les Europe

Le diagramme ci-dessous résume les coopérations dans lesquelles RTE est engagé à ce jour, à l’échelle de la région, de notre pays et de l’Europe.

22 Selon la directive européenne concernant la conservation des oiseaux sauvages, du 26 janvier 201023 Ligue Protectrice des Oiseaux

8 Octobre 2013

mortalité des oiseaux, ils peuvent toucher les espèces à grande envergurepar exemple). Un accord passé avec la LPO23 en région PACA a permis la pose de nouvelles balises sur plus de 4 km de ligne électrique haute tension et un suivi pour mesurer précisément l’efficacité de cette action pour chacun des tronçons de ligne balisés.

Anticiper les impacts du réseau sur la santé

Comment continuer à mieux comprendre et anticiper les impacts du haute tension sur la santé des individus ?

lors que les études sur le niveau d’exposition des travailleurs aux champs électromagnétiques (CEM) et les relations entre niveaux d’exposition CEM et leucémie se terminent, une nouvelle étude est lancée sur la relation entre exposition CEM et maladie d’Alzheimer, avec l’ambition de développer des méthodes pour la qualification de l’exposition. Par ailleurs, la virtualisation des environnements de travail pour préparer les interventions d’opérateurs dans les postes nécessite de mesurer l’impact psychologique sur les opérateurs, un domaine nouveau d’évaluation pour RTE.

Prendre en compte la dimension sociale des concertations avec les parties prenantes

Comment mieux prendre en compte les dimensions sociales d’une concertation entre opérateurs de réseaux et parties prenantes aux projets de rénovation ou

RTE est partenaire du projet européen INSPIREGrid, dont l’objectif est de développer de pour le management des relations et la concertation entre les opérateurs

de réseau avec les parties prenantes, en prenant en compte les dimensions sociales (donc non technologiques ou économiques).

Coordination avec les projets de réseaux intelligents en F

dessous résume les coopérations dans lesquelles RTE est engagé à ce jour, à l’échelle de la région, de notre pays et de l’Europe.

Selon la directive européenne concernant la conservation des oiseaux sauvages, du 26 janvier 2010

44

mortalité des oiseaux, ils peuvent toucher les espèces à grande envergure22 (le flamand rose PACA a permis la pose de nouvelles

ne électrique haute tension et un suivi pour mesurer précisément l’efficacité de cette action pour chacun des tronçons de ligne balisés.

Comment continuer à mieux comprendre et anticiper les impacts du réseau

lors que les études sur le niveau d’exposition des travailleurs aux champs électromagnétiques (CEM) et les relations entre niveaux d’exposition CEM et leucémie se

sur la relation entre exposition CEM et maladie d’Alzheimer, avec l’ambition de développer des méthodes pour la qualification de l’exposition. Par ailleurs, la virtualisation des environnements de travail pour préparer les

es postes nécessite de mesurer l’impact psychologique sur

Prendre en compte la dimension sociale des concertations avec les parties prenantes

ales d’une concertation entre opérateurs de réseaux et parties prenantes aux projets de rénovation ou

, dont l’objectif est de développer de pour le management des relations et la concertation entre les opérateurs

de réseau avec les parties prenantes, en prenant en compte les dimensions sociales (donc non

projets de réseaux intelligents en France et en

dessous résume les coopérations dans lesquelles RTE est engagé à ce jour, à

Figure 22 : organisation de la R&D pour préparer le réseau

Ces coopérations ont été lancées pour répondre à un double

• Construire ou participer à un projet de R&D pour lequel la taille critique de l’équipe est en adéquation avec les besoins de connaissances nouvelles qui pourront être à la base

• Disposer de résultats dans une fenêtre temporelle cohérente avec les objectifs de l’entreprise si l’intégration au sein des fonctions opérationnelles de RTE est décidée.

6.1 Coopérations avec les acteurs fr

RTE est impliqué comme partenaire des démonstrateurs français lancés sous l’égide de l’ADEME (Greenlys, NiceGrid, VENTEEA, Vendée, Premio V2) et de l’ANR RTE intervient au sein de ces projets principalement sur les livrables associés technico-économiques, de ces différents démonstrateursactivités opérationnelles liées à l’équilibre offre demande de courtà la fréquence sont en effet très fortement RTE est présent dans plusieurs groupes outils agissant sur la réponse de la demande et le s Financé dans le cadre des Investissements d’Avenir avecSchneider, Electric Alcatel Lucent, Neelogy et ERDF, à traiter localement des informations disponibles sur l’état du système et de son environnement pour prendre des décisions localdécision « système ». La numérisation des postes électriques technologique dont il faut valider en vraie grandeur les coûts et bénéfices déploiement ciblé sur le territoire nati

8 Octobre 2013

: organisation de la R&D pour préparer le réseau du futur

Ces coopérations ont été lancées pour répondre à un double objectif :

Construire ou participer à un projet de R&D pour lequel la taille critique de l’équipe est en adéquation avec les besoins de connaissances nouvelles qui

à la base de solutions innovantes pour le système électrique

Disposer de résultats dans une fenêtre temporelle cohérente avec les objectifs de l’entreprise si l’intégration au sein des fonctions opérationnelles de RTE est

Coopérations avec les acteurs français

RTE est impliqué comme partenaire des démonstrateurs français lancés sous l’égide de rid, VENTEEA, Vendée, Premio V2) et de l’ANR

RTE intervient au sein de ces projets principalement sur les livrables associés de ces différents démonstrateurs, vus du système électrique.liées à l’équilibre offre demande de court-terme, ainsi que celles liées

très fortement liées aux travaux prévus dans ces projets. RTE est présent dans plusieurs groupes couvrant l’intégration du Véhicule Electrique, outils agissant sur la réponse de la demande et le stockage d’énergie.

Financé dans le cadre des Investissements d’Avenir avec comme partenaires Alstom Grid, Schneider, Electric Alcatel Lucent, Neelogy et ERDF, le projet « Poste Intelligentà traiter localement des informations disponibles sur l’état du système et de son environnement pour prendre des décisions locales plus pertinentes, et alimenter la couche de

numérisation des postes électriques est une opportunité technologique dont il faut valider en vraie grandeur les coûts et bénéfices déploiement ciblé sur le territoire national.

45

du futur

Construire ou participer à un projet de R&D pour lequel la taille critique de l’équipe est en adéquation avec les besoins de connaissances nouvelles qui

de solutions innovantes pour le système électrique.

Disposer de résultats dans une fenêtre temporelle cohérente avec les objectifs de l’entreprise si l’intégration au sein des fonctions opérationnelles de RTE est

RTE est impliqué comme partenaire des démonstrateurs français lancés sous l’égide de rid, VENTEEA, Vendée, Premio V2) et de l’ANR (Reverse ).

RTE intervient au sein de ces projets principalement sur les livrables associés aux aspects vus du système électrique. Les

terme, ainsi que celles liées aux prévus dans ces projets. De plus,

intégration du Véhicule Electrique, les

comme partenaires Alstom Grid, Poste Intelligent » consiste

à traiter localement des informations disponibles sur l’état du système et de son es plus pertinentes, et alimenter la couche de

est une opportunité technologique dont il faut valider en vraie grandeur les coûts et bénéfices en vue d’un

6.2 Coopérations dans le cadre de la feuille de route de R&D ENTSO

Un marché ouvert et pan Européen de l’électricité fait de RTE un trait d’union entre les différents clients du réseau de transport électriquetraders et fournisseurs d’électricitéraccordés au réseau haute tension. RTE doit donc garantir accès équitable, neutralité et écoute attentive de leurs besoins, en assurant une fourniture à très Comme chaque opérateur européen, RTE est autonome sur le territoire où il exerce son monopole d’opérateur, et responsable du pilotage du réseau de transport dont il a la charge. Par le passé, les interconnexions assuraient uniqusécurité supplémentaire en cas de défaillance majeureessentiel pour le marché de l’électricité Européen. Cela conduit de plus en plus importants et besoin d’une gestion coordonnée des pilotage du réseau se fait donc avec des marges de manœuvre beaucoup plus réduites, du fait en particulier des difficultés à construire plus de lignes très haute tension, le plus souvent pour des raisons impacte donc la fiabilité du système global de transport d’électricité en Eunécessaire d’améliorer la coordination des investissements et des opérations en particulier pour :

• la caractérisation temps réel du réseau français et des réseaux fortement interconnectés (avec des charges et des sources non conventionne

• la conduite du réseau à marge de sécurité réduite

• l’amélioration de la sécurité dynamique des réseaux Les caractéristiques du système européen (très grande étendue géographique, manque dvision globale sur tous les réseaux interconnectéeuropéenne des thèmes de progrès décrits cide recherche à l’échelle nationale conserve tout son sensfonctionnement du réseau européen par detechniques nouvelles répondant mix énergétique et de caractéristiques de la consommation.C’est une optimisation globale des solutions nouved’évolution du réseau qui minimisent les coûts d’implémentation ainsi que leurs impacts environnements et sociétaux. RTE coopère donc avec les GRT coopération fixée dans le projet de Troisième Paquet Législatif :

• établissement de nouveaux modes opératoires (coderapport aux standards actuels UCTE

• planification conjointe de certains investissements

• coordination de l’exploitat

• recherche et innovation en commun sur des enjeux européens.

8 Octobre 2013

Coopérations dans le cadre de la feuille de route de R&D ENTSO

Un marché ouvert et pan Européen de l’électricité fait de RTE un trait d’union entre les du réseau de transport électrique : en amont, les producteurs, ainsi que l

traders et fournisseurs d’électricité, et en aval, les distributeurs et les raccordés au réseau haute tension. RTE doit donc garantir accès équitable, neutralité et écoute attentive de leurs besoins, en assurant une fourniture à très haut niveau de fiabilité.

Comme chaque opérateur européen, RTE est autonome sur le territoire où il exerce son monopole d’opérateur, et responsable du pilotage du réseau de transport dont il a la charge.

es interconnexions assuraient uniquement l’assistance mutuelle, donc un filet de sécurité supplémentaire en cas de défaillance majeure. Elles assurent désormais essentiel pour le marché de l’électricité Européen. Cela conduit à des transferts de puissance

et à une plus grande volatilité de ces transfertsbesoin d’une gestion coordonnée des congestions au niveau européen. Globalement, le

donc avec des marges de manœuvre beaucoup plus réduites, du fait ier des difficultés à construire plus de lignes aériennes de transport

haute tension, le plus souvent pour des raisons d’acceptabilité par les riverainsimpacte donc la fiabilité du système global de transport d’électricité en Eu

coordination des investissements et des opérations en particulier

la caractérisation temps réel du réseau français et des réseaux fortement interconnectés (avec des charges et des sources non conventionne

la conduite du réseau à marge de sécurité réduite

l’amélioration de la sécurité dynamique des réseaux

Les caractéristiques du système européen (très grande étendue géographique, manque dtous les réseaux interconnectés) supposent une approche coordonnée

européenne des thèmes de progrès décrits ci-dessous. Toutefois, réaliser une partie de nationale conserve tout son sens, ceci afin de soulager le

fonctionnement du réseau européen par des actions plus « locales », mais aussi d’intégrerrépondant aux spécificités du contexte national, notamment en termes de

mix énergétique et de caractéristiques de la consommation. C’est une optimisation globale des solutions nouvelles qui permettra de proposer les scénarios d’évolution du réseau qui minimisent les coûts d’implémentation ainsi que leurs impacts

RTE coopère donc avec les GRT européens depuis 2008 pour aborder les quatre directions de pération fixée dans le projet de Troisième Paquet Législatif :

tablissement de nouveaux modes opératoires (codes réseauxrapport aux standards actuels UCTE,

lanification conjointe de certains investissements,

e l’exploitation,

echerche et innovation en commun sur des enjeux européens.

46

Coopérations dans le cadre de la feuille de route de R&D ENTSO-E

Un marché ouvert et pan Européen de l’électricité fait de RTE un trait d’union entre les : en amont, les producteurs, ainsi que les

es clients industriels raccordés au réseau haute tension. RTE doit donc garantir accès équitable, neutralité et écoute

haut niveau de fiabilité.

Comme chaque opérateur européen, RTE est autonome sur le territoire où il exerce son monopole d’opérateur, et responsable du pilotage du réseau de transport dont il a la charge.

ement l’assistance mutuelle, donc un filet de assurent désormais un rôle

des transferts de puissance une plus grande volatilité de ces transferts, ce qui accroît le

au niveau européen. Globalement, le donc avec des marges de manœuvre beaucoup plus réduites, du fait

de transport d’électricité à d’acceptabilité par les riverains. Ceci

impacte donc la fiabilité du système global de transport d’électricité en Europe. Il sera donc coordination des investissements et des opérations en particulier

la caractérisation temps réel du réseau français et des réseaux fortement interconnectés (avec des charges et des sources non conventionnelles)

Les caractéristiques du système européen (très grande étendue géographique, manque de s) supposent une approche coordonnée

une partie de travaux afin de soulager le

mais aussi d’intégrer des notamment en termes de

lles qui permettra de proposer les scénarios d’évolution du réseau qui minimisent les coûts d’implémentation ainsi que leurs impacts

depuis 2008 pour aborder les quatre directions de

réseaux) en évolution par

La deuxième version de la feuille de route d’ENTSOEuropéenne, les Etats membres dans le cadre du SET Plan de Régulation, début 2013. Le Tableau ciprojets de R&D au niveau européen.

Thèmes de

R&D Titre

C1 Architecture réseau

C2 Technologies de puissance

C3 Modes opératoires du réseau de transport pan Européen

C4 Concepts de marché de

l’électricité

C5 Management des actifs

C6 Projets conjoints des

opérateurs de transport et de distribution

24 ACER Opinion 11-2013 on the ENTSO-E R&D Roadmap 201325 En cours de notification

8 Octobre 2013

La deuxième version de la feuille de route d’ENTSO-E a été approuvée par la Cles Etats membres dans le cadre du SET Plan et ACER24, l’Agence Européenne

ébut 2013. Le Tableau ci-dessous résume les participations de RTE aux de R&D au niveau européen.

Projets européens en cours dans lesquels RTE

est coordinateur ou partenaire

Architecture réseau eHIGHWAY 2050

INSPIRE GRID

Imaginer et préparer

Savoir évaluer et maîtriser les impacts (économiques, environnementaux, sociétaux, ..) de toute l’activité de RTE

Technologies de puissance TWENTIES

BEST PATHS25

Imaginer et préparer

Modes opératoires du réseau de transport pan Européen

iTESLA

Concepts de marché de l’électricité OPTIMATE

Management des actifs GARPUR

Projets conjoints des opérateurs de transport et de

distribution EVOLVDSO

émerger le potentiel

réseaux intelligents

E R&D Roadmap 2013-2022 and the Implementation Plan 2014-2016

47

E a été approuvée par la Commission , l’Agence Européenne

ticipations de RTE aux

Relation avec le feuille de route

R&D RTE

Optimiser en continu le système

électrique

Imaginer et préparer le réseau du futur

Savoir évaluer et maîtriser les impacts (économiques, environnementaux, sociétaux, ..) de toute l’activité de RTE

Imaginer et préparer le réseau du futur


électrique


électrique

Management des actifs

Evaluer et faire émerger le potentiel

de flexibilité provenant des utilisateurs de

réseaux intelligents

2016

7 Bénéfices attendus de

7.1 Accompagner la transition énergétique en France et en Europe

Cible 2016 : Disposer des connaissances et outils qui permettent de valider les modalités d’intégration de 40 % système électrique français

Décarboner la production d’électricité en 2050 est une orientation majeure de développement de l’Europe qui est débattue depuis 2012, suite à une Communication de la Commission Européenne. Cette ambition collective est d’ores et déjà étudiée dans le cadre du programde recherche e-Highway2050 que coordonne RTE. Elle se déclinera progressivement pour chaque Etat Membre. A ce titre, dans le mix électrique françaislesquels des solutions opérationnelles doivent être validées aux alentours de 2020de 40 % nécessite d’acquérir de nouvelles connaissances et de nouveaux outils tout en apparaissant atteignable. C’est l’Européenne qui fixera bien entendu ce type d’objectifd’éclairer ces décisions. Le tableau, ci-dessous, résume les connaissances qu’il convient de maîtriser en 2016 afin de lancer les études et développements Couche Connaissances disponibles en 2016

Virtuelle

• Nouveaux concepts permettant d’intégrer de façon efficace dans le marché la génération d’électricité renouvelable intermittente

• Valorisation de du système électrique

Logique

• Prise en compte de la flexibilité des composants de réseau électriqueautomatiquement en cas de défauts.

• Prise en compte de la pénétration de l’électronique de puissance sur la dynamique du système électrique et son exploitation

• Modélisation et réduction des incertitudes liées au déploiement massif de intermittente : prévision, valeur

• Evolution du critère de fiabilité actuel (Ntoutes les fonctions de l’opérateur (exploitation/marchés, management desdéveloppement système) pour aller vers des approches explicites de gestion du risque.

• Capacité d’alerte des opérateurs sur des risques systèmes combinant modélisation physique et analyse de données en temps réel (météorologique, réseau, consommation, etc…)

• Optimisation du développement réseau en combinant les investissements, actifs sur les trois mailles (régionale, nationale, et européenne)

Physique • Faisabilité techno économique des réseaux HVDC

8 Octobre 2013

Bénéfices attendus des investissements en R&D chez RTE

Accompagner la transition énergétique en France et en Europe

Disposer des connaissances et outils qui permettent de valider les modalités d’intégration de 40 % d’énergie renouvelable en 2030 dans le système électrique français

la production d’électricité en 2050 est une orientation majeure de développement de l’Europe qui est débattue depuis 2012, suite à une Communication de la Commission Européenne. Cette ambition collective est d’ores et déjà étudiée dans le cadre du program

Highway2050 que coordonne RTE. Elle se déclinera progressivement pour chaque Etat Membre. A ce titre, l’intégration à moyen terme de 40 % d’énergie renouvelabledans le mix électrique français pose plusieurs défis au système électrique d’lesquels des solutions opérationnelles doivent être validées aux alentours de 2020de 40 % nécessite d’acquérir de nouvelles connaissances et de nouveaux outils tout en apparaissant atteignable. C’est l’Etat Français en coordination avec la Européenne qui fixera bien entendu ce type d’objectif : RTE se doit donc d’anticiper et

dessous, résume les connaissances qu’il convient de maîtriser en 2016 afin de t développements pour un déploiement progressif au-delà de 2020.

Connaissances disponibles en 2016 Projet contributifNouveaux concepts permettant d’intégrer de façon efficace dans le marché la génération d’électricité renouvelable souvent non contrôlable et

Valorisation de la flexibilité de tous les composants du système électrique

• Plateforme OPTIMATE• Services systèmes

Prise en compte de la flexibilité des composants de réseau électrique : coordination d’automates agissant automatiquement en cas de défauts. Prise en compte de la pénétration de l’électronique de puissance sur la dynamique du système électrique et son exploitation Modélisation et réduction des incertitudes liées au déploiement massif de production non contrôlable et

: prévision, corrélation des erreurs de prévision, valeurs extrêmes. Evolution du critère de fiabilité actuel (N-1) sur toutes les fonctions de l’opérateur (exploitation/marchés, management des actifs,,

ment système) pour aller vers des approches explicites de gestion du risque. Capacité d’alerte des opérateurs sur des risques systèmes combinant modélisation physique et analyse de données en temps réel (météorologique, réseau, consommation, etc…)

tion du développement réseau en combinant les investissements, le management des actifs sur les trois mailles (régionale, nationale, et

• Plateforme iTesla• Projet GARPUR • Projet Safewind• Projet SmartLab

Faisabilité techno économique des réseaux HVDC • Projet TWENTIES48

RTE

Accompagner la transition énergétique en France et en Europe

Disposer des connaissances et outils qui permettent de valider les d’énergie renouvelable en 2030 dans le

la production d’électricité en 2050 est une orientation majeure de développement de l’Europe qui est débattue depuis 2012, suite à une Communication de la Commission Européenne. Cette ambition collective est d’ores et déjà étudiée dans le cadre du programme

Highway2050 que coordonne RTE. Elle se déclinera progressivement pour 40 % d’énergie renouvelable

pose plusieurs défis au système électrique d’aujourd’hui, pour lesquels des solutions opérationnelles doivent être validées aux alentours de 2020. Cet objectif de 40 % nécessite d’acquérir de nouvelles connaissances et de nouveaux outils tout en

dination avec la Commission : RTE se doit donc d’anticiper et

dessous, résume les connaissances qu’il convient de maîtriser en 2016 afin de delà de 2020.

Projet contributif

Plateforme OPTIMATE Services systèmes

Plateforme iTesla Projet GARPUR Projet Safewind Projet SmartLab

Projet TWENTIES

maillés incluant l’interopérabilité des terminaux

• Conception d’ade réorienter les fluxo actions sur des

liaisons à réseau

o gestion despuissance condensateurs/inductances, statique de puissance réactive)

• Conception technologique éviter l’extension catastro

7.2 Détecter de nouveaux gisements de valeur d’usage pour le système électrique

Cible 2016 : Disposer de connaissances et outils

réduire d’au moins 10 % le coût de management dvaleur d’usage attendue par les clients du réseau de transport

Le coût pour RTE du management des actifs croît au fil du temps (le budget annuel s’élevait en 2012 à 700M€). Deux composantes y contribuent

• Le vieillissement des actifs

• La complexité de fonctionnement duusages (par exemplethermomécanique des composants)

L’opérateur du système électrique se doit réduire le coût du management des actifsattendue par les clients du réseau de transport Deux nouvelles voies sont explomanagement des actifs:

• Améliorer l’utilisation du

• Améliorer la capacité de prédiction de modes de défaillanceAujourd’hui, chaque classe de composant d’une sollicitation estimée a priori, sans prendre en compte les conditions locales d’exploitation.

Le tableau ci-dessous résume les connaissances et outils nouveaux qu’il convient de mapour atteindre cette cible en 2016.

Couche Connaissances disponibles en 2016

Virtuelle • Potentiel de règles

8 Octobre 2013

maillés incluant l’interopérabilité des terminaux ’automates locaux de contrôle capables

de réorienter les flux : actions sur des transformateurs déphaseurs, les iaisons à courant continu, la topologie du

gestion des problèmes de tension et de puissance réactive (actions sur des batteries de condensateurs/inductances, compensation statique de puissance réactive).

technologique de plans de défense : éviter l’extension catastrophique de blackouts.

• Projet BEST PATHS• Projet Poste

« intelligent

Détecter de nouveaux gisements de valeur d’usage pour le système

connaissances et outils nouveaux qui permettent, en 2020, de réduire d’au moins 10 % le coût de management des actifs, valeur d’usage attendue par les clients du réseau de transport

Le coût pour RTE du management des actifs croît au fil du temps (le budget annuel s’élevait composantes y contribuent :

Le vieillissement des actifs,

La complexité de fonctionnement du système qui pourrait être induite par certains usages (par exemple : l’impact d’une variabilité accrue des courants sur la thermomécanique des composants).

érateur du système électrique se doit donc de proposer de nouvelles voiesle coût du management des actifs de RTE, mais sans impacter la valeur d’usage

attendue par les clients du réseau de transport.

s voies sont explorées par RTE en vue de reconsidérer les politiques de

l’utilisation du concept de base : celui du service rendu.

Améliorer la capacité de prédiction de modes de défaillancechaque classe de composant est maintenue ou remplacée sur la base

d’une sollicitation estimée a priori, sans prendre en compte les conditions locales

dessous résume les connaissances et outils nouveaux qu’il convient de mapour atteindre cette cible en 2016.

Connaissances disponibles en 2016 au sein de RTE

Projet de R&D contributif

ègles nouvelles de marché

• Services systèmes• Evaluer et faire émerger

le potentiel de flexibilité provenant des utilisateurs

49

Projet BEST PATHS Projet Poste

intelligent »

Détecter de nouveaux gisements de valeur d’usage pour le système

nouveaux qui permettent, en 2020, de es actifs, sans impacter la

valeur d’usage attendue par les clients du réseau de transport

Le coût pour RTE du management des actifs croît au fil du temps (le budget annuel s’élevait

système qui pourrait être induite par certains : l’impact d’une variabilité accrue des courants sur la

de proposer de nouvelles voies qui devraient sans impacter la valeur d’usage

rées par RTE en vue de reconsidérer les politiques de

: celui du service rendu.

Améliorer la capacité de prédiction de modes de défaillance individualisés. maintenue ou remplacée sur la base

d’une sollicitation estimée a priori, sans prendre en compte les conditions locales

dessous résume les connaissances et outils nouveaux qu’il convient de maîtriser

Projet de R&D contributif

Services systèmes Evaluer et faire émerger le potentiel de flexibilité provenant des utilisateurs

Logique

• Modèles de fiabilité de composants en vue de l’élaboration de cartes de risques pour les opérateurs réseaux aux trois mailles critiques (régionale, nationale, européenne)

• Amélioration de niveau système

Physique

• Instrumentation du réseau permettant d’anticiper le vieillissement de composants critiques

• Systèmes d’observation et d’intervention permettant d’anticiper les pannes de matériels

• Interopérabilité de composants critiques

7.3 Valider de nouvelles ruptures technologiques avec les constructeurs développement du réseau au

Cible 2016 : Avoir validé au moins deux nouvelles ruptures technologiques d’impacter le système électrique à partir de 2020

L’activité passée menée avec les constructeurs a montechnologiques, validées par RTEcitera comme exemples récents

• les technologies HVDC

• les câbles à faible dilatation (CFD) et leur contribution à l’accroissement de capacité du réseau existant

• la numérisation des postes Ces résultats positifs permettent de souligner technologique :

• une rupture impactemanagement des actifs, développement du réseau)

• une rupture nécessite de sources quand cela est possible) dans les phases de développement et démonstration,

• une rupture validée permet de laquelle sont cernéescomposants seront attendu.

26 RTE a déjà une expérience en la matière :

• La ligne HVDC reliant la France à l'Angleterre sous la Manche mise en service en 1961(interconnexion France-Angleterre) d'une puissance de 2 000 MW pour une tension de +/

• le projet INELFE, entre la France et l’Espagne est en construction (ligne HVDC VSC de +/de transit de 2 x1 000 MW).

• le projet Piémont-Savoie qui consistera à mettre en service vers 2017 une liaison à courant continu entre France et Italie, d’une capacité de deux fois 600 MW, de 190 km de long avec la traversée des Alpes par le tunnel rou

8 Octobre 2013

de réseaux intelligents

Modèles de fiabilité de composants en vue de l’élaboration de cartes de risques pour les opérateurs réseaux aux trois mailles critiques (régionale, nationale, européenne) Amélioration de l’estimation du service rendu au niveau système

• iTesla• SMARTLAB

Instrumentation du réseau permettant d’anticiper le vieillissement de composants critiques Systèmes d’observation et d’intervention permettant d’anticiper les pannes de matériels Interopérabilité de composants critiques

• Drones• Robots

de nouvelles ruptures technologiques avec les constructeurs réseau au-delà de 2020

Avoir validé au moins deux nouvelles ruptures technologiques d’impacter le système électrique à partir de 2020

L’activité passée menée avec les constructeurs a montré l’importance de disposer devalidées par RTE, ceci afin de pouvoir répondre aux besoins du réseau

exemples récents :

les technologies HVDC26 et leur intégration dans le réseau électrique AC

les câbles à faible dilatation (CFD) et leur contribution à l’accroissement de capacité du réseau existant

la numérisation des postes

Ces résultats positifs permettent de souligner les attendus pour RTE sur une rupture

une rupture impacte les trois fonctions de l’entreprise (exploitation / marché, management des actifs, développement du réseau),

une rupture nécessite de collaborer avec le ou les industriels (garantir plusieurs sources quand cela est possible) dans les phases de développement et

une rupture validée permet de disposer d’une feuille de route technologique laquelle sont cernées la date et les conditions financières selon lesquelles

seront disponibles pour déploiement, au niveau de performance

La ligne HVDC reliant la France à l'Angleterre sous la Manche mise en service en 196126 et remplacée en 1986 par la ligne IFA Angleterre) d'une puissance de 2 000 MW pour une tension de +/-270 kV.

le projet INELFE, entre la France et l’Espagne est en construction (ligne HVDC VSC de +/-320 kV de 68 km pour une capaci

Savoie qui consistera à mettre en service vers 2017 une liaison à courant continu entre France et Italie, d’une capacité de deux fois 600 MW, de 190 km de long avec la traversée des Alpes par le tunnel routier du Fréjus.

50

de réseaux intelligents

iTesla SMARTLAB

Drones Robots

de nouvelles ruptures technologiques avec les constructeurs pour le

Avoir validé au moins deux nouvelles ruptures technologiques capables

tré l’importance de disposer de ruptures , ceci afin de pouvoir répondre aux besoins du réseau. On

et leur intégration dans le réseau électrique AC

les câbles à faible dilatation (CFD) et leur contribution à l’accroissement de

les attendus pour RTE sur une rupture

les trois fonctions de l’entreprise (exploitation / marché,

ollaborer avec le ou les industriels (garantir plusieurs sources quand cela est possible) dans les phases de développement et

disposer d’une feuille de route technologique dans selon lesquelles les

niveau de performance

et remplacée en 1986 par la ligne IFA

320 kV de 68 km pour une capacité

Savoie qui consistera à mettre en service vers 2017 une liaison à courant continu entre France et Italie, d’une tier du Fréjus.

RTE dispose de nombreuses optionslesquelles les nanotubes de carbone Les nanotubes de carbone, maîtrisés au CEA, outre l’argument d’une faible densitécoefficient de dilatation, une très bonne conductivité électriqueen cours avec le CEA afin d’adapter leursdes nanotubes, puis de construire un modèle prédictif exploitable pour déterminer les caractéristiques de systèmes complexes de nanotubes en vue de construire des câbles. Dans la mesure où les analyses d’impact environnemental, qui ne manqueront pas d’être lancées par RTE, ne révèlent aucune barrière environnementale à leur utilisation, le succès d’une telle percée permettrait alors d’aborder

• L’amélioration de la capacité des corridors de transport actuels

• De nouveaux modes de pilotage du réseau électrique comme lcâbles à faible dilatation

• Le développement du réseau de transportsolutions technologiques attrayantes pour l’augmentation de la capacité et de la flexibilité du système existant

L’exploration statistique des dorénavant de compléter la modélisation physique pour la simulation de systèmes complexes (études marketing, bio-informatique, systèmes de défense, etc…). Les progrès récents en matière de technologies de l’information et de communication raisonnables, d’appliquer ces mêmes techniques pour répondre à des besoins de l’opérateur de réseau tels que :

• L’évaluation fine dumétéorologiques, des prix

• L’ alerte des opérateurs sur des risques physique et analyse de données en temps réel (météorologique, réseau, consommation, etc…)

• La gestion des infrastructures réseau prenant en compte son vécu et les impacts de sa défaillance.

7.4 Maîtriser le passage de l’idée innovante à son déploiement dans le réseau

Une des particularités du système électrique est que toute idée nouvelle doit être progressivement validée pour quotidien du réseau. Le coût de cette validation croit très rapidement au fur et à mesure que l’on se rapproche de son intégration au système électrique, que la solution implique uniquement du mcombine matériel et logiciels. La simulation devient alors un outil critique pourson déploiement dans le réseau électrique 27 Les nanotubes de carbone ont une conductivité supérieure à celle du cuivre

8 Octobre 2013

RTE dispose de nombreuses options technologiques de rupture en cours de validationles nanotubes de carbone ou l’exploration statistique de grande base de données.

Les nanotubes de carbone, maîtrisés au CEA, ont des propriétés physiques remarquablesoutre l’argument d’une faible densité : une grande résistance mécanique

, une très bonne conductivité électrique27. Une étude de faisabilité avec le CEA afin d’adapter leurs modèles de calcul pour modéliser

de construire un modèle prédictif exploitable pour déterminer les systèmes complexes de nanotubes en vue de construire des câbles. Dans la

mesure où les analyses d’impact environnemental, qui ne manqueront pas d’être lancées par RTE, ne révèlent aucune barrière environnementale à leur utilisation, le succès d’une telle percée permettrait alors d’aborder avant 2030 :

L’amélioration de la capacité des corridors de transport actuels,

De nouveaux modes de pilotage du réseau électrique comme le permettent déjàcâbles à faible dilatation,

oppement du réseau de transport, au-delà de 2030, avec des options de solutions technologiques attrayantes pour l’augmentation de la capacité et de la flexibilité du système existant.

L’exploration statistique des grandes bases de données est un outil puidorénavant de compléter la modélisation physique pour la simulation de systèmes complexes

informatique, systèmes de défense, etc…). Les progrès récents en matière de technologies de l’information et de communication permettront, à des coûts

es mêmes techniques pour répondre à des besoins de l’opérateur

L’évaluation fine du comportement des consommateurs (impact des conditions météorologiques, des prix dynamiques de l’électricité, …)

alerte des opérateurs sur des risques « systèmes » combinant modélisation physique et analyse de données en temps réel (météorologique, réseau, consommation, etc…)

des infrastructures réseau à l’échelle de chaque composant prenant en compte son vécu et les impacts de sa défaillance.

de l’idée innovante à son déploiement dans le réseau

Une des particularités du système électrique est que toute idée nouvelle doit être progressivement validée pour pouvoir être intégrée en toute sûreté dans le fonctionnement

Le coût de cette validation croit très rapidement au fur et à mesure que l’on se rapproche de son intégration au système électrique, que la solution implique uniquement du m

La simulation devient alors un outil critique pour maîtriser le passage de l’idée son déploiement dans le réseau électrique, car elle permet de :

Les nanotubes de carbone ont une conductivité supérieure à celle du cuivre

51

technologiques de rupture en cours de validation, parmi ou l’exploration statistique de grande base de données.

propriétés physiques remarquables, ne grande résistance mécanique et un faible

Une étude de faisabilité est modèles de calcul pour modéliser le comportement

de construire un modèle prédictif exploitable pour déterminer les systèmes complexes de nanotubes en vue de construire des câbles. Dans la

mesure où les analyses d’impact environnemental, qui ne manqueront pas d’être lancées par RTE, ne révèlent aucune barrière environnementale à leur utilisation, le succès technologique

,

e permettent déjà les

avec des options de solutions technologiques attrayantes pour l’augmentation de la capacité et de la

bases de données est un outil puissant qui permet dorénavant de compléter la modélisation physique pour la simulation de systèmes complexes

informatique, systèmes de défense, etc…). Les progrès récents en permettront, à des coûts

es mêmes techniques pour répondre à des besoins de l’opérateur

comportement des consommateurs (impact des conditions

combinant modélisation physique et analyse de données en temps réel (météorologique, réseau,

à l’échelle de chaque composant individuel

de l’idée innovante à son déploiement dans le réseau

Une des particularités du système électrique est que toute idée nouvelle doit être pouvoir être intégrée en toute sûreté dans le fonctionnement

Le coût de cette validation croit très rapidement au fur et à mesure que l’on se rapproche de son intégration au système électrique, que la solution implique uniquement du matériel ou

de l’idée innovante à

• étudier « ab initio

électrique,

• accompagner les développements de laboratoireimpacts de son déploiement,

• comprendre les résultats de démonstration à l’échelle réellepréparer son déploiement dans des acceptables,

• préparer des politiques de management de ces investissements sur une connaissance réelles d’exploitation subies par l’équipement

7.5 Livrer des prototypes de solutions en continu

Tout en préparant le réseau du futur, les équipes de R&D sont confrontées au quotidien à des problèmes d’exploitation, à des incidents dus au vieillissement accéléré du matériel, mais aussi à des imprévus de déploiement de solutions innovantes. Le programme de R&D s’inscrit donc à la fois dans une logique de propositions de solutions nouvelles, dont les bénéfices complets ne seront effectifs qu’aus’assurant par ailleurs d’une mise en œuvre en continu, dans les processus opérationnels, de résultats intermédiaires des projets de R&D. Cette aptitude à combiner des niveaux d’urgence très différents facilite le dialogue constant avec l’ensemble des équipes opérationnelles, dialogue qui permet de régler au mieux le niveau d’ambitions et de définir en dynamique les priorités de R&D face à la complexité croissante du système électriquecours est un exemple récent issu de ces interactions. Ce dialogue permet d’expertise internes à l’entreprise de s’appuyer sur les connaissances les plus récentes produites par l’équipe de R&D.

8 Conclusions

Depuis 2012, RTE a structuré son programme de R&D afin de mieux accompagner les défis auxquels les fonctions clés de l’entreprise sont ou seront

• le développement du réseaueuropéennes prises pour catalyser la transition énergétique,

• l’exploitation du système électrique au quotidiendéveloppement d’un marché unique de l’électricitéd’énergies renouvelables.

• le management des actifs de l’entreprised’électricité touten assurant conforme à leurs attentes

Ce programme, en liaison constante avec les équipes opérationnelles, se soucie aussi de manière systématique :

• de mesurer l’impact environnemental et sociétal de toute nouvelle solutionavant son déploiement effectif,

8 Octobre 2013

ab initio » les impacts de cette innovation sur l’ensemble du système

accompagner les développements de laboratoire, de façon à mesurer tous les impacts de son déploiement,

comprendre les résultats de démonstration à l’échelle réellepréparer son déploiement dans des conditions techniques et économiques

préparer des politiques de management de ces investissements sur une connaissance a priori des lois de vieillissement, fonctions des contraintes réelles d’exploitation subies par l’équipement en question.

Livrer des prototypes de solutions en continu

Tout en préparant le réseau du futur, les équipes de R&D sont confrontées au quotidien à des problèmes d’exploitation, à des incidents dus au vieillissement accéléré du matériel, mais

es imprévus de déploiement de solutions innovantes.

Le programme de R&D s’inscrit donc à la fois dans une logique de propositions de solutions nouvelles, dont les bénéfices complets ne seront effectifs qu’au-delà de 2020, tout en

d’une mise en œuvre en continu, dans les processus opérationnels, de résultats intermédiaires des projets de R&D. Cette aptitude à combiner des niveaux d’urgence très différents facilite le dialogue constant avec l’ensemble des équipes opérationnelles,

alogue qui permet de régler au mieux le niveau d’ambitions et de définir en dynamique les priorités de R&D face à la complexité croissante du système électrique : le projet iTESLA en cours est un exemple récent issu de ces interactions. Ce dialogue permet d’expertise internes à l’entreprise de s’appuyer sur les connaissances les plus récentes produites par l’équipe de R&D.

Depuis 2012, RTE a structuré son programme de R&D afin de mieux accompagner les défis nctions clés de l’entreprise sont ou seront confrontées :

le développement du réseau en réponse aux orientations nationales et européennes prises pour catalyser la transition énergétique,

l’exploitation du système électrique au quotidien, en tenant compte développement d’un marché unique de l’électricité et de l’intégration massive d’énergies renouvelables.

le management des actifs de l’entreprise, pour optimiser les en assurant aux clients du réseau un niveau de disp

conforme à leurs attentes.

Ce programme, en liaison constante avec les équipes opérationnelles, se soucie aussi de

de mesurer l’impact environnemental et sociétal de toute nouvelle solutionavant son déploiement effectif,

52

sur l’ensemble du système

, de façon à mesurer tous les

comprendre les résultats de démonstration à l’échelle réelle, pour ensuite conditions techniques et économiques

préparer des politiques de management de ces investissements qui s’appuient priori des lois de vieillissement, fonctions des contraintes

Tout en préparant le réseau du futur, les équipes de R&D sont confrontées au quotidien à des problèmes d’exploitation, à des incidents dus au vieillissement accéléré du matériel, mais

Le programme de R&D s’inscrit donc à la fois dans une logique de propositions de solutions delà de 2020, tout en

d’une mise en œuvre en continu, dans les processus opérationnels, de résultats intermédiaires des projets de R&D. Cette aptitude à combiner des niveaux d’urgence très différents facilite le dialogue constant avec l’ensemble des équipes opérationnelles,

alogue qui permet de régler au mieux le niveau d’ambitions et de définir en dynamique les : le projet iTESLA en

cours est un exemple récent issu de ces interactions. Ce dialogue permet aussi aux services d’expertise internes à l’entreprise de s’appuyer sur les connaissances les plus récentes

Depuis 2012, RTE a structuré son programme de R&D afin de mieux accompagner les défis

en réponse aux orientations nationales et

, en tenant compte du l’intégration massive

les coûts du transport clients du réseau un niveau de disponibilité

Ce programme, en liaison constante avec les équipes opérationnelles, se soucie aussi de

de mesurer l’impact environnemental et sociétal de toute nouvelle solution

• de faire croître le potentiel de flexibilité qu’apporte une solution nouvelle

système électrique. Le système électrique a été construit progressivement, au cours du siècle dernier, en supposant que les sources de production d’énergie électrique étaientconsommation était totalement stochastique. charge depuis 2005 du service d’optimisation du système électrique pour l’ensemble de la collectivité, doit donc continuer à anticiper les maîtriser au moindre coût la sû Parmi ces mutations, on citera

• la décarbonation de la production électriquel’utilisation de sources renouvelables donbon fonctionnement du système électrique national, mais aussi européen,

• les habitudes de consommation conditions, rendues vertueuses, grâce aux signaux de prix qui seront disponibles chez tout consommateur,

• l’interconnexion et la coordination des réseauxniveau européen, facilitedes lieux de production le bon fonctionnement du marché unique d’électricité européen, une utilisation aussi efficiente que possible des sources d’électricité renouvelable, ainsi que lamutualisation des sources de productio

Ces mutations nécessitent de rédécision (régionales, nationales et européennes), en prenant conscience d’une échelle de temps longue allant de 2020 à 2050pouvoir prendre en compte les faire penser au-delà des interfaces construites à force d’habitude. Le programme de R&D de RTE ambitionne donc de questionnerinterfaces actuelles du système électrique de façon à anticiper de d’optimisation :

• les interfaces spatialesréseau national et composantes régionales,nationaux, voire nouveaux espaces comme l’offshore

• les interfaces temporellesmarché de l’électricité) et à l’intérieur de l’entreprise (entre les opérateurs chargés de la conduite du réseau, les opérateurs de maintenance et les développeurs du réseau à long terme),

• les interfaces organisationnelles et décisionnelles de l’entrepriseexploitation du réseau et marché de l’électricité, entre exploitation et maintenanentre maintenance et développement),

• les interfaces technologiquesentre réseau à courant continu et réseau à courant centralisé et contrôle

8 Octobre 2013

de faire croître le potentiel de flexibilité qu’apporte une solution nouvellesystème électrique.

Le système électrique a été construit progressivement, au cours du siècle dernier, en supposant que les sources de production d’énergie électrique étaient contrôlables, alors que la consommation était totalement stochastique. Ce paradigme est en train d’évoluer. RTE

du service d’optimisation du système électrique pour l’ensemble de la doit donc continuer à anticiper les mutations de ce système, en particulier pour

ûreté de fonctionnement.

Parmi ces mutations, on citera :

la décarbonation de la production électrique, qui s’appuiera désormais sur l’utilisation de sources renouvelables dont l’intermittence impacte directement le bon fonctionnement du système électrique national, mais aussi européen,

les habitudes de consommation qui changent et peuvent être, sous certaines conditions, rendues vertueuses, grâce aux signaux de prix ou d’impac

disponibles chez tout consommateur,

et la coordination des réseaux de transport facilitent le transport d’énergie électrique à grande distance entre

des lieux de production et des lieux de consommation et permetle bon fonctionnement du marché unique d’électricité européen, une utilisation aussi efficiente que possible des sources d’électricité renouvelable, ainsi que la

es sources de production en cas d’incidents.

Ces mutations nécessitent de ré-optimiser en continu le système électrique aux trois mailles de décision (régionales, nationales et européennes), en prenant conscience d’une échelle de temps longue allant de 2020 à 2050, et en dosant évolutions et révolutionspouvoir prendre en compte les progrès technologiques (matériels ou logiciels)

delà des interfaces construites à force d’habitude.

Le programme de R&D de RTE ambitionne donc de questionner en continu toutes les interfaces actuelles du système électrique de façon à anticiper de

les interfaces spatiales entre réseaux de transport et réseaux de distribution, entre national et composantes régionales, ou réseaux de transport européens et

voire nouveaux espaces comme l’offshore,

les interfaces temporelles à l’extérieur de l’entreprise (avec les acteurs du marché de l’électricité) et à l’intérieur de l’entreprise (entre les opérateurs chargés

la conduite du réseau, les opérateurs de maintenance et les développeurs du réseau à long terme),

les interfaces organisationnelles et décisionnelles de l’entrepriseexploitation du réseau et marché de l’électricité, entre exploitation et maintenanentre maintenance et développement),

les interfaces technologiques entre solutions matérielles et solutions logicielles, entre réseau à courant continu et réseau à courant alternatif

ntrôle distribué.

53

de faire croître le potentiel de flexibilité qu’apporte une solution nouvelle au

Le système électrique a été construit progressivement, au cours du siècle dernier, en contrôlables, alors que la

Ce paradigme est en train d’évoluer. RTE, en du service d’optimisation du système électrique pour l’ensemble de la

mutations de ce système, en particulier pour en

s’appuiera désormais sur t l’intermittence impacte directement le

bon fonctionnement du système électrique national, mais aussi européen,

et peuvent être, sous certaines ou d’impact écologique

de transport d’électricité qui, au électrique à grande distance entre

permettront donc à la fois le bon fonctionnement du marché unique d’électricité européen, une utilisation aussi efficiente que possible des sources d’électricité renouvelable, ainsi que la

système électrique aux trois mailles de décision (régionales, nationales et européennes), en prenant conscience d’une échelle de

évolutions et révolutions, de façon à ou logiciels), mais aussi

en continu toutes les interfaces actuelles du système électrique de façon à anticiper de nouvelles options

entre réseaux de transport et réseaux de distribution, entre de transport européens et

à l’extérieur de l’entreprise (avec les acteurs du marché de l’électricité) et à l’intérieur de l’entreprise (entre les opérateurs chargés

la conduite du réseau, les opérateurs de maintenance et les développeurs du

les interfaces organisationnelles et décisionnelles de l’entreprise (entre exploitation du réseau et marché de l’électricité, entre exploitation et maintenance,

entre solutions matérielles et solutions logicielles, alternatif, entre contrôle

Ces nouvelles frontières nécessitent des programmes de recherche et développement collaboratifs, programmes pour lesquels RTE s’est organisé afind’actions, ses partenariats et leurs financements

• identifier, voire anticiper,confronté,

• spécifier les besoins de connaissance

• orienter les développements technologiques de constructeurs l’intégration dans un système de plus en plus complexe

et ceci, grâce à l’implication :

• des meilleures équipes de recherchescientifiques, technologiques ou économiquesconnaissances nouve

• de PME innovantesd’innovations basées sur ces connaissances

• des constructeurs de matérielssource d’innovation pour le marché mondial de l’équipement

28 une combinaison d’autofinancements validés par le régulateur et d’aides publiques (françaises, européennes) afin de construire des projets dont la taille critique est suffisante pour apporter des solutions nouvelles

8 Octobre 2013

nécessitent des programmes de recherche et développement collaboratifs, programmes pour lesquels RTE s’est organisé afin d’optimiser son portefeuille d’actions, ses partenariats et leurs financements28. Ces collaborations sont essentielles

identifier, voire anticiper, l’évolution des défis auquel le système électrique sera

besoins de connaissance pour répondre à ces nouveaux défis

orienter les développements technologiques de constructeurs gration dans un système de plus en plus complexe

des meilleures équipes de recherche, notamment issues d’autres mondes scientifiques, technologiques ou économiques, ceci afin d’accélérer l’accès à des connaissances nouvelles,

de PME innovantes capables de s’engager sur le déploiement ultérieur basées sur ces connaissances,

constructeurs de matériels, en faisant du réseau national et européen source d’innovation pour le marché mondial de l’équipement.

validés par le régulateur et d’aides publiques (françaises, européennes) afin de construire des

que est suffisante pour apporter des solutions nouvelles, sources de performance pour le système électrique.

54

nécessitent des programmes de recherche et développement d’optimiser son portefeuille

. Ces collaborations sont essentielles pour :

l’évolution des défis auquel le système électrique sera

répondre à ces nouveaux défis,

orienter les développements technologiques de constructeurs et en préparer

issues d’autres mondes accélérer l’accès à des

capables de s’engager sur le déploiement ultérieur

national et européen une

validés par le régulateur et d’aides publiques (françaises, européennes) afin de construire des , sources de performance pour le système électrique.

9 Annexe 1

La définition de l’organisation et du contenu du programme de R&D de RTE est basée sur une analyse des atouts et pistes de progrès opportunités et risques sur cette activité face aux défis auquel confronté.

• Une recherche structurée,• Une capacité à spécifier, faire ou faire faire

sein de solutions opérationnelles, • Un savoir-faire en recherche collaborative en France, en Europe et aux USA :

pense, travaille et fournit des connaissances nouvelles de manière collaborative• Une compétence technologique qui permet

cycle de complet de l’innovat• Des modalités de financement de la recherche qui permettent de prendre des risques

scientifiques et technologiques en adéquation avec les impacts attendus grâce à une combinaison d’investissements sur fonds propres (donc couverts par le tarif après négociation avec le régulateur) et d’aides publiques

• Bonne connexion notamment impliquant une approche collaborative

• Mieux utiliser le potentiel de connaissances nouvelles en provenance d’autres secteurs

o Informatique / Télécommunications,

o Automatique / Contrôle,

o Ergonomie des Interfaces Homme / Machine,

o Modélisation et pilotage de systèmes complexes.• Etre mieux connecté avec

technologies transverses (matériaux, capteurs, traitement de l’information).

• Les conséquences de la transition énergétique sune augmentation des investissements en R&D

• Les régulateurs au niveau européen système électrique est nécessaire pour assurer électrique européen :

o L’interconnexion transport européen une iposant des problèmes de connaissances nouvelles interdisciplinaires à acquérir collectivement.

o La nécessité de penser autrement les réseaux du futurintégrée, en

o La construction progressive d’un marché européen unique de l’électricité associée à des ambitions européennes en matière de décarbonation de la production d’éle

8 Octobre 2013

La définition de l’organisation et du contenu du programme de R&D de RTE est basée sur pistes de progrès de l’activité de R&D depuis 2005, ainsi que des

sur cette activité face aux défis auquel l’opérateur de réseau est

ATOUTS Une recherche structurée, intégrée et de niveau mondial Une capacité à spécifier, faire ou faire faire, et intégrer les résultats de recherche

solutions opérationnelles, recherche collaborative en France, en Europe et aux USA :

et fournit des connaissances nouvelles de manière collaborativeUne compétence technologique qui permet de coopérer avec les constructeurscycle de complet de l’innovation Des modalités de financement de la recherche qui permettent de prendre des risques scientifiques et technologiques en adéquation avec les impacts attendus grâce à une combinaison d’investissements sur fonds propres (donc couverts par le tarif après

ociation avec le régulateur) et d’aides publiques notamment avec les experts européens et américains sur les sujets

impliquant une approche collaborative

PISTES DE PROGRES potentiel de connaissances nouvelles disponibles grâce aux progrès

d’autres secteurs de l’industrie en :

Informatique / Télécommunications,

Automatique / Contrôle,

Ergonomie des Interfaces Homme / Machine,

Modélisation et pilotage de systèmes complexes. avec des PME technologiques innovantes en Europe

technologies transverses (matériaux, capteurs, traitement de l’information).

OPPORTUNITES Les conséquences de la transition énergétique sur le réseau de transport conduisent à

augmentation des investissements en R&D Les régulateurs au niveau européen ont pris conscience que la

est nécessaire pour assurer le bon fonctionnement

L’interconnexion croissante entre les Etats Membres fait du réseau de transport européen une infrastructure unique au monde, son optimisation

des problèmes de connaissances nouvelles interdisciplinaires à acquérir collectivement.

La nécessité de penser autrement les réseaux du futur et ceci de manière impliquant chercheurs, ingénieurs, économistes et sociologues

La construction progressive d’un marché européen unique de l’électricité associée à des ambitions européennes en matière de décarbonation de la production d’électricité

55

La définition de l’organisation et du contenu du programme de R&D de RTE est basée sur de l’activité de R&D depuis 2005, ainsi que des

l’opérateur de réseau est

et intégrer les résultats de recherche au

recherche collaborative en France, en Europe et aux USA : RTE et fournit des connaissances nouvelles de manière collaborative

avec les constructeurs sur le

Des modalités de financement de la recherche qui permettent de prendre des risques scientifiques et technologiques en adéquation avec les impacts attendus grâce à une combinaison d’investissements sur fonds propres (donc couverts par le tarif après

avec les experts européens et américains sur les sujets

disponibles grâce aux progrès

en Europe sur des technologies transverses (matériaux, capteurs, traitement de l’information).

ur le réseau de transport conduisent à

recherche sur le le bon fonctionnement du système

les Etats Membres fait du réseau de nfrastructure unique au monde, son optimisation

des problèmes de connaissances nouvelles interdisciplinaires à

et ceci de manière eurs, ingénieurs, économistes et sociologues.

La construction progressive d’un marché européen unique de l’électricité associée à des ambitions européennes en matière de décarbonation de la

o L’adoption d’outils génériques pour les recherches sur le système

électrique (simulation numérique, contrôle / commande de systèmes complexes, etc.) manager des situations critiques pour probables), mais aussi à promouvoir des solutions plus compétitives, une fois les études systèmes faites et les préconisations technologiques décidées.

• Le Troisième Paquet Législfinancement de la recherche pour innover dans les réseaux national et européen

• Une difficulté croissante rendre le réseau français

• Les enjeux systèmes d’une complexité telle que

lesquelles s’appuyer vont • La vision mondiale des

des laboratoires aux USA en Chine ou en Inde (pour des raisons de coûts, de taille critique d’équipes et de proximité de marchés en forte croissance).

• Le morcellement des financements publics disponibles (ADEME, ANR, Commission Européenne)

8 Octobre 2013

L’adoption d’outils génériques pour les recherches sur le système électrique (simulation numérique, contrôle / commande de systèmes complexes, etc.) qui contribue à la fois à renforcer la capacité

des situations critiques pour l’économie (de plus en plus probables), mais aussi à renforcer la capacité des industriels français à promouvoir des solutions plus compétitives, une fois les études systèmes faites et les préconisations technologiques décidées.

sième Paquet Législatif permet de structurer la programmation et le financement de la recherche pour innover dans les réseaux de transport au niveau

RISQUES croissante à coupler évolutions et révolutions sur les matériels afin de

le réseau français encore plus efficient d’une complexité telle que les connaissances et

vont bien au-delà de l’Europe La vision mondiale des industriels européens, lesquels peuvent préférer

des laboratoires aux USA en Chine ou en Inde (pour des raisons de coûts, de taille e proximité de marchés en forte croissance).

Le morcellement des financements publics disponibles (ADEME, ANR, Commission Européenne) qui complexifie le lancement de projets coopératifs

56

L’adoption d’outils génériques pour les recherches sur le système électrique (simulation numérique, contrôle / commande de systèmes

capacité de RTE à (de plus en plus

renforcer la capacité des industriels français à promouvoir des solutions plus compétitives, une fois les études systèmes

de structurer la programmation et le de transport au niveau

sur les matériels afin de

connaissances et compétences sur

peuvent préférer coopérer avec des laboratoires aux USA en Chine ou en Inde (pour des raisons de coûts, de taille

Le morcellement des financements publics disponibles (ADEME, ANR,

plexifie le lancement de projets coopératifs.

10 Annexe 2

Pays Partenaire Allemagne FGH Allemagne Institute for Advanced Sustainability StudiesAllemagne Siemens Allemagne Technical University of Berlin (TU/b)Allemagne University of DuisburgBelgique AmpacimonBelgique Pepite Belgique Tractebel EngeneeringBelgique Université de Liège (UlG)Belgique Université Libre de Bruxelles (ULB)Belgique University of Leuven (KUL)Canada Ecole Polytechnique de MontréalCanada HQ-IREQ Canada OPAL-TR Canada Université de SherbrookeDanemark Technical University of Denmark (DTU)Espagne AIA Espagne University of MadridEspagne University of Sevilla (AICA)France Alstom GridFrance ARMINES France Artelys France BRGM France CEA France Cosmo

8 Octobre 2013

TypeCentre de recherche

Institute for Advanced Sustainability Studies Centre de rechercheIndustriel

Technical University of Berlin (TU/b) AcadémiqueUniversity of Duisburg-Essen (DUE) AcadémiqueAmpacimon PME

PMETractebel Engeneering IndustrielUniversité de Liège (UlG) AcadémiqueUniversité Libre de Bruxelles (ULB) AcadémiqueUniversity of Leuven (KUL) AcadémiqueEcole Polytechnique de Montréal Académique

Centre de recherche PME

Université de Sherbrooke AcadémiqueTechnical University of Denmark (DTU) Académique

PMEUniversity of Madrid-Comillas Académique

of Sevilla (AICA) AcadémiqueAlstom Grid Industriel

AcadémiquePMECentre de rechercheCentre de recherchePME

57

Type Centre de recherche Centre de recherche Industriel Académique Académique PME PME Industriel Académique Académique Académique Académique Centre de recherche PME Académique Académique PME Académique Académique Industriel Académique PME Centre de recherche Centre de recherche PME

France Ecole Centrale LilleFrance Ecole Centrale France Ecole des mines de ParisFrance EDF R&D France ENS CachanFrance ESPCI France G2Elab France IFFSTAR (Laboratoire des Ponts et Chaussées)France INRIA France LPMA France Meteo FranceFrance Nexans France Scilab EntreprisesFrance Supelec France Université de MontpellierFrance Université Pierre et Marie France Université Rennes 2Hollande ECN Hollande Technical University of Eindoven (TU/e)Irlande University College Dublin (UCD)Italie Colombus Italie European University Institute (EUI)Italie Quinary Italie RSE Lettonie Riga Technical University (RTU)Norway SINTEF Pologne Institute of Power Engineering (IEN)Portugal INESC PortoRussie ESP -ENERGOSETPROJECTRoyaume-Uni Brunel university

8 Octobre 2013

Ecole Centrale Lille AcadémiqueEcole Centrale Paris - MAS (CRSA) AcadémiqueEcole des mines de Paris Académique

Centre de rechercheENS Cachan Académique

AcadémiqueAcadémique

IFFSTAR (Laboratoire des Ponts et Chaussées) AcadémiqueCentre de rechercheAcadémique

Meteo France IndustrielIndustriel

Scilab Entreprises PMEAcadémique

Université de Montpellier AcadémiqueUniversité Pierre et Marie Curie (Paris) AcadémiqueUniversité Rennes 2 Académique

Centre de rechercheTechnical University of Eindoven (TU/e) AcadémiqueUniversity College Dublin (UCD) Académique

PMEUniversity Institute (EUI) Centre de recherche

PMECentre de recherche

Riga Technical University (RTU) AcadémiqueCentre de recherche

Institute of Power Engineering (IEN) AcadémiqueINESC Porto Centre de recherche

ENERGOSETPROJECT Centre de rechercheBrunel university Académique

58

Académique Académique Académique Centre de recherche Académique Académique Académique Académique Centre de recherche Académique Industriel Industriel PME Académique Académique Académique Académique Centre de recherche Académique Académique PME Centre de recherche PME Centre de recherche Académique Centre de recherche Académique Centre de recherche Centre de recherche Académique

Royaume-Uni Imperial CollegeRoyaume-Uni University of AberdeenRoyaume-Uni University of ManchesterRoyaume-Uni University of StrathclydeSuede ABB Suede KTH Suede STRI Suisse CERN USA Arizona State University USA Carnegie Mellon University USA Colorado School of Mines USA Columbia UniversityUSA Cornell University USA Georgia Institute of Technology USA Howard University USA Iowa State University USA Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)USA Pacific Northwest National Laboratory (PNNL)USA Texas A&M University USA University Illinois at UrbanaUSA University of California at Berkeley USA University of WisconsinUSA Virginia TechUSA Washington State University USA Wichita State University

8 Octobre 2013

Imperial College AcadémiqueUniversity of Aberdeen AcadémiqueUniversity of Manchester AcadémiqueUniversity of Strathclyde Académique

IndustrielAcadémiqueCentre de rechercheCentre de recherche

Arizona State University AcadémiqueCarnegie Mellon University AcadémiqueColorado School of Mines AcadémiqueColumbia University AcadémiqueCornell University AcadémiqueGeorgia Institute of Technology AcadémiqueHoward University AcadémiqueIowa State University Académique

Livermore National Laboratory (LLNL) Centre de recherchePacific Northwest National Laboratory (PNNL) Centre de rechercheTexas A&M University AcadémiqueUniversity Illinois at Urbana-Champaign AcadémiqueUniversity of California at Berkeley AcadémiqueUniversity of Wisconsin-Madison AcadémiqueVirginia Tech AcadémiqueWashington State University AcadémiqueWichita State University Académique

59

Académique Académique Académique Académique Industriel Académique Centre de recherche Centre de recherche Académique Académique Académique Académique Académique Académique Académique Académique Centre de recherche Centre de recherche Académique Académique Académique Académique Académique Académique Académique

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feuille de route r&d - rte-france.com · plan d’implémentation 2013 8 octobre 2013 -octobre...

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