A une époque où la consommation et l’efficacité énergétiques sont devenues des préoccupations majeures, les compteurs intelligents sont apparus comme une solution innovante pour gérer plus efficacement la mesure de la consommation énergétique des ménages, des petites entreprises et des commerces. Ces appareils numériques remplacent progressivement les compteurs traditionnels (les installations de compteurs intelligents ont triplé au cours de la dernière décennie).1 Les compteurs intelligents, qui sont en passe de représenter 93 % de tous les systèmes de mesure, transforment la manière dont les services publics et les consommateurs interagissent avec les ressources énergétiques.2
Cet article vous offrira une compréhension complète des compteurs intelligents et des raisons pour lesquelles ils deviennent rapidement un outil essentiel dans la gestion moderne de l’énergie.
Elément clé de l’infrastructure de mesure avancée, les compteurs intelligents sont des appareils numériques qui mesurent et enregistrent la consommation d’électricité, de gaz ou d’eau en temps réel et transmettent ces informations aux entreprises de services publics. Contrairement aux compteurs analogiques (traditionnels), qui nécessitent des lectures manuelles par des personnes relevant les compteurs, les compteurs intelligents fournissent des données de consommation précises et à jour qui permettent aux services publics et aux consommateurs de surveiller et de gérer plus efficacement la consommation d’énergie.
Les compteurs intelligents sont essentiels à la mise en place d’une infrastructure réseau intelligente, soit un réseau de distribution d’électricité modernisé qui utilise la technologie numérique pour améliorer la fiabilité, l’efficacité et la durabilité de la distribution de l’électricité consommée.
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Le système de mesure intégré à un compteur intelligent est conçu pour mesurer avec précision la consommation d’énergie à l’aide de la technologie numérique. Cependant, les capteurs et les techniques de mesure à utiliser dépendront du type d’énergie que vous souhaitez mesurer.
Pour les compteurs d’électricité, les capteurs mesurent la tension et le courant circulant dans les circuits électriques. Ces valeurs sont ensuite multipliées pour calculer la consommation électrique (mesurée en watts). En tenant compte de la consommation électrique au fil du temps, le compteur peut déterminer l’utilisation d’électricité totale (mesurée en kilowatt-heures).
Le gaz naturel et les compteurs d’eau utilisent des capteurs de débit pour mesurer le volume de gaz ou d’eau passant par le compteur. Ces capteurs peuvent utiliser différents types de technologies telles que les compteurs à ultrasons, à turbine ou à diaphragme. Le compteur intelligent calcule ensuite la consommation d’énergie en fonction du volume de gaz ou d’eau utilisé et de la valeur énergétique de la ressource concernée.
Une fois que le compteur intelligent a mesuré et enregistré les données de consommation d’énergie, le module de communication est chargé de transmettre les informations de consommation à la compagnie d’eau, de gaz ou d’électricité en utilisant l’une des méthodes suivantes :
Signaux de radiofréquence (RF) : de nombreux compteurs intelligents utilisent des signaux RF sans fil pour transmettre des données. Cette méthode est rentable et permet une communication à longue portée, ce qui la rend adaptée aux déploiements à grande échelle. Cependant, les signaux RF peuvent être sensibles aux interférences provenant d’autres périphériques sans fil et peuvent nécessiter une infrastructure supplémentaire, telle que des répéteurs ou des passerelles, afin d’assurer une communication fiable.
Réseaux cellulaires : certains compteurs intelligents s’appuient sur les réseaux cellulaires existants (par exemple, 4G ou 5G) pour transmettre des données. Cette approche offre une couverture étendue et peut offrir une meilleure résistance aux interférences que les signaux RF. Cependant, l’utilisation de réseaux cellulaires peut entraîner des coûts de transmission de données supplémentaires et ne pas convenir aux zones à couverture cellulaire limitée ou peu fiable.
Connexions haut débit : elles représentent une autre option pour la communication des compteurs intelligents, par exemple au moyen de réseaux DSL ou à fibre optique. Cette méthode peut fournir une transmission de données rapide et fiable, mais peut nécessiter des investissements importants dans les infrastructures, en particulier dans les zones rurales ou isolées dans lesquelles la couverture haut débit peut être limitée.
Communication par ligne électrique (PLC) : la technologie PLC permet aux compteurs intelligents de transmettre des données sur les lignes électriques existantes, ce qui élimine la nécessité d’une infrastructure de communication supplémentaire. Cette méthode peut être rentable et fournir une communication fiable, mais ses performances peuvent être affectées par le bruit électrique et la distance par rapport à la sous-station.
Quelle que soit la méthode de communication que vous utilisez, la transmission des données se produit généralement à intervalles réguliers (toutes les 15 ou 30 minutes, ou toutes les heures). Les entreprises de services publics reçoivent ainsi des informations à jour sur la consommation et peuvent les utiliser pour procéder à la facturation, répondre à la demande et gérer le réseau.
Une fois qu’une entreprise de services publics reçoit les données des compteurs intelligents, elle les traite et les utilise à plusieurs fins :
Comme les compteurs intelligents transmettent des données de consommation en temps réel, les entreprises de services publics peuvent facturer les clients en fonction de leur consommation réelle plutôt que de s’appuyer sur des estimations ou des relevés manuels de compteurs.
Les données des compteurs intelligents peuvent aider les entreprises de services publics à mieux comprendre et gérer la demande du réseau. En analysant les modèles de consommation, les entreprises de services publics peuvent identifier les périodes de forte demande et mettre en place des programmes de réponse à la demande (par exemple, offrir des incitations aux clients pour réduire la consommation énergétique pendant les périodes de pointe).
Les entreprises de services publics peuvent utiliser des données des compteurs intelligents pour optimiser la distribution des ressources énergétiques, prévoir et prévenir les pannes de courant et intégrer plus efficacement les sources d’énergie renouvelable.
Grâce à des portails en ligne ou à des applications mobiles, de nombreuses entreprises de services publics permettent à leurs consommateurs d’accéder aux données de leurs compteurs intelligents depuis leur téléphone portable ou leur ordinateur, ce qui facilite la communication bidirectionnelle et aide les clients à surveiller leur consommation d’énergie en temps réel.
Les avantages associés à l’installation de la technologie des compteurs intelligents l’emportent généralement sur les défis auxquels les entreprises peuvent être confrontées lors de la mise en œuvre, mais nous allons maintenant aborder ces deux aspects.
Malgré les nombreux avantages des compteurs intelligents, plusieurs défis se posent et sont à gérer au mieux afin de garantir une mise en œuvre et une adoption réussies.
Problèmes de confidentialité : l’un des principaux problèmes pouvant se poser avec des compteurs intelligents est le risque de violation de la confidentialité des données. Comme ces appareils collectent et transmettent des données détaillées sur la consommation d’énergie, ils peuvent subir des accès non autorisés révélant des informations sensibles sur les habitudes et les modes de vie des consommateurs. Pour réduire ce risque, les entreprises de services publics peuvent mettre en œuvre des mesures de protection des données (comme le cryptage et le stockage sécurisé des données) afin de garantir le caractère privé et sécurisé des informations des consommateurs.
Résistance des clients : certains consommateurs peuvent hésiter à installer des compteurs intelligents pour des raisons de confidentialité, de cybersécurité ou d’inquiétude pour leur santé par rapport à des technologies de communication sans fil. Par exemple, certains consommateurs ont exprimé leur inquiétude au sujet des fréquences radio associées à l’installation de compteurs intelligents (mais la FCC fixe des limites strictes sur l’exposition aux fréquences radio). Pour faire progresser l’infrastructure des compteurs intelligents malgré ces obstacles, les entreprises de services publics peuvent investir dans l’éducation du public et dans la diffusion de messages sur le niveau de sécurité offert par la technologie des compteurs intelligents.
Menaces de cybersécurité : comme les compteurs intelligents sont connectés à Internet et communiquent souvent par Wi-Fi, ils sont vulnérables aux menaces de cybersécurité, telles que le piratage ou les attaques par déni de service. Ces menaces peuvent compromettre l’intégrité du réseau énergétique, entraînant des interruptions de service ou une facturation frauduleuse. Pour gérer ces risques, les entreprises de services publics devraient investir dans des mesures de cybersécurité avancées afin de protéger leur infrastructure de compteurs intelligents.
Des coûts initiaux élevés : les coûts initiaux liés à l’installation de compteurs intelligents peuvent être importants, car celle-ci implique le remplacement des compteurs analogiques existants et la mise à niveau de l’infrastructure de communication du réseau énergétique. Bien que cet investissement puisse constituer un obstacle pour certaines entreprises de services publics, les avantages à long terme des compteurs intelligents (à savoir la réduction des coûts d’exploitation et l’amélioration de l’efficacité énergétique) tendent à l’emporter sur ces coûts initiaux.
Interopérabilité et normalisation : avec la généralisation des compteurs intelligents, les entreprises de services publics ont besoin de plus d’interopérabilité et de normalisation pour s’assurer que tous les appareils et systèmes peuvent communiquer efficacement entre eux. Ces compteurs génèrent des volumes de données importants, et il peut donc être assez complexe d ’intégrer les données dans les systèmes existants (par exemple, des systèmes EAM ou APM). La standardisation permettra une intégration transparente des compteurs intelligents avec les systèmes de gestion des actifs et d’autres composants du réseau de distribution d’électricité intelligent, comme les systèmes de gestion de l’énergie et les ressources énergétiques distribuées.
En fournissant aux consommateurs et aux entreprises de services publics des données de consommation précises et en temps réel, les compteurs intelligents révolutionnent la gestion de l’énergie. Les compteurs intelligents offrent les avantages suivants :
Une facturation précise : l’un des principaux avantages des compteurs intelligents est leur capacité à fournir des informations de facturation précises. Les compteurs analogiques traditionnels nécessitent des relevés manuels, ce qui peut entraîner des erreurs d’estimation et des erreurs de lecture. Les compteurs intelligents éliminent ces inexactitudes en transmettant automatiquement des données de consommation précises à l’entreprise de services publics, ce qui garantit que les clients sont facturés de manière juste et précise à hauteur de leur consommation.
Une surveillance de la consommation d’énergie en temps réel : lorsqu’ils sont connectés à des systèmes EAM ou APM (basés sur l’IA et des solutions d’analyse), les compteurs intelligents permettent aux consommateurs de surveiller leur consommation d’énergie en temps réel, ce qui leur donne accès à des informations précieuses sur leurs habitudes de consommation. Ces informations peuvent les aider à identifier les inefficacités et à modifier leur comportement de consommation afin de réduire leur consommation d’énergie et d’économiser de l’argent. Cette surveillance en temps réel aide également les consommateurs à comprendre le fonctionnement de la consommation d’énergie selon l’heure de la journée, ce qui les aide à éviter les périodes de pointe au niveau de la demande et à économiser davantage d’énergie.
Une efficacité énergétique accrue : les compteurs intelligents permettent aux consommateurs de prendre des décisions éclairées en matière de conservation et de quantité d’énergie qu’ils utilisent. Cette sensibilisation accrue peut entraîner des changements de comportement, comme l’action d’éteindre les lumières lorsqu’elles ne sont pas utilisées ou encore l’investissement dans des appareils économes en énergie, ce qui se traduit par une réduction de leur consommation d’énergie et donc du montant de leurs factures.
Un service simplifié et plus rapide : les compteurs intelligents permettent aux entreprises de services publics de détecter et de résoudre les problèmes plus rapidement, car elles peuvent identifier et diagnostiquer à distance les problèmes liés au compteur et/ou à l’approvisionnement en énergie. Il en résulte des temps de réponse plus rapides et moins de désagréments pour les consommateurs, puisque les techniciens peuvent souvent résoudre les problèmes sans avoir à se rendre sur place.
Une intégration avec les technologies domotiques : les compteurs intelligents peuvent être intégrés avec différentes technologies de maison intelligente, ce qui permet aux consommateurs d’automatiser et d’optimiser leur consommation d’énergie. Par exemple, il est possible de programmer des thermostats intelligents pour ajuster les paramètres de chauffage et de climatisation en fonction d’informations sur les prix de l’énergie en temps réel, ce qui garantit le maintien d’une température confortable dans la maison, tout en réduisant les coûts énergétiques.
Un soutien aux énergies renouvelables : en fournissant des données en temps réel sur la production et la consommation d’énergie, les compteurs intelligents facilitent l’intégration des sources d’énergie renouvelables au réseau. Ces informations aident les entreprises de services publics à mieux gérer l’approvisionnement fluctuant provenant des sources renouvelables, ce qui offre un système de distribution d’énergie plus stable et plus fiable.
Un impact environnemental réduit : les clients utilisent des compteurs intelligents pour surveiller et réduire leur demande en gaz, en eau et en électricité. La réduction de la demande électrique réduira à son tour le besoin de nouvelles centrales électriques, ainsi que notre dépendance à l’égard de centrales plus anciennes et moins rentables. La transition vers des centrales énergétiques intelligentes plus modernes réduira à terme les gaz à effet de serre et les autres émissions dans l’atmosphère, ce qui limite les conséquences négatives de la production d’énergie sur l’environnement.
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Notes de bas de page
1 Le taux de pénétration des compteurs intelligents aux Etats-Unis atteindra 93 % d’ici 2027(lien externe à ibm.com) Smart Energy International, le 3 janvier 2023
2 Déploiement de compteurs intelligents dans une entreprise d’électricité : conception d’un réseau de distribution d’électricité intelligent (mise à jour 2021), (lien externe à ibm.com) The Edison Foundation-Institute for Electric Innovation, avril 2021