Brochure de base CEMS - Version avril 2021 - Ma Conso Sous La Loupe
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Brochure de base CEMS Version avril 2021
MA CONSO SOUS LA LOUPE
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de photocopies, d'enregistrements ou de toute autre manière, sans l'accord écrit préalable de l'éditeur.
1
TABLE DES MATIERES
1. Introduction ....................................................................................................................................................... 3
2. Objectif .............................................................................................................................................................. 5
3. Concepts de base ............................................................................................................................................. 7
3.1. Production, consommation, injection, prélèvement, autoconsommation............................................................. 7
3.1.1. Sans installation solaire PV ................................................................................................................................ 7
3.1.2. Prosumers .......................................................................................................................................................... 7
3.2. Puissance et énergie .......................................................................................................................................... 8
3.3. Utilisation de la flexibilité disponible .................................................................................................................... 8
3.3.1. Réduction des pics de consommation ................................................................................................................ 8
3.3.2. Compensation mutuelle entre le prélèvement et la production ........................................................................... 9
3.4. À quoi sert l'électricité dans un ménage ?........................................................................................................... 9
4. Le compteur intelligent .................................................................................................................................. 10
4.1. Pourquoi un compteur intelligent ?.................................................................................................................... 11
5. Définition d’un CEMS (Customer Energy Management System) ................................................................ 12
5.1. Intégrateur ........................................................................................................................................................ 12
6. Applications CEMS ......................................................................................................................................... 13
6.1. Mesurer, c’est savoir ......................................................................................................................................... 13
6.2. Visualisation de la consommation ..................................................................................................................... 14
6.3. Économie d’énergie .......................................................................................................................................... 14
6.4. Flexibilité ........................................................................................................................................................... 14
6.4.1. Chauffage et eau chaude.................................................................................................................................. 14
6.4.2. Batterie ............................................................................................................................................................. 15
6.4.3. Véhicule Electrique (VE) ................................................................................................................................... 15
6.4.4. Production décentralisée .................................................................................................................................. 15
6.4.5. Appareils ménagers .......................................................................................................................................... 15
6.5. Retour sur investissement ................................................................................................................................ 16
6.5.1. Facturation avec un compteur intelligent .......................................................................................................... 16
6.5.2. Prosumers ........................................................................................................................................................ 17
6.5.3. Tarif de capacité ............................................................................................................................................... 18
6.6. Des nouveaux acteurs sur le marché................................................................................................................ 18
6.6.1. Les Fournisseur de Services de Flexibilité (FSF) ............................................................................................. 18
6.6.2. L’agrégateur ...................................................................................................................................................... 18
6.6.3. Les Entreprises de Service Energétique (ESE) ................................................................................................ 18
7. Caractéristiques des CEMS ........................................................................................................................... 19
8. Normalisation .................................................................................................................................................. 19
9. Cybersécurité et la protection de la vie privée ............................................................................................. 19
10. Aspects sociaux.............................................................................................................................................. 20
11. Conclusion ...................................................................................................................................................... 20
12. Liens intéressants .......................................................................................................................................... 21
13. Liste d’abréviations ........................................................................................................................................ 22
2
D'ici 2050, le monde dans lequel nous vivons sera très probablement bien différent. En effet, l’importance grandissant
de l’utilisation de sources d’énergie renouvelable telles que l’énergie solaire, éolienne et hydraulique nous permet de
progressivement diminuer nos émissions de combustibles fossiles. Les citoyens et les PME, tout comme vous et moi,
peuvent y participer activement via l’installation et l’utilisation de CEMS. C’est une question de volonté !
Cette brochure de base a pour objectif de sensibiliser et informer tous les acteurs du secteur électrotechnique dont les
installateurs électriciens sur le CEMS et ses applications associés afin qu’ils puissent être préparés à répondre aux
nombreuses questions de leurs clients à ce sujet.
1. Introduction
Dans le cadre de notre approvisionnement énergétique en actuelle transition énergétique, le compteur intelligent (ou ‘‘ou digital’’)1
qui est un des éléments constitutifs du réseau électrique intelligent du futur, sera amené à jouer un rôle de plus en plus important
dans l’optimisation de la gestion de l’utilisation et de la production d’électricité à partir de sources d’énergies renouvelables plus
respectueuse de l’environnement.
L’actuel déploiement de ce nouveau compteur intelligent, appelé à remplacer l’ancien qui tourne à l’envers, apparait comme un
des vecteurs importants permettant aux utilisateurs finaux de disposer de meilleures informations en temps réel et ainsi de mieux
maitriser leurs coûts énergétiques. De plus l’association du compteurs intelligent à un système de gestion de l'énergie - clients
(ou CEMS2) et ses différentes applications associées, permettront également de gérer plus efficacement la consommation et la
production d'énergie de manière intelligente et écologique, sans avoir à tout contrôler eux-mêmes en permanence. En effet, les
gestionnaires de réseau de distribution doivent faire évoluer leurs compteurs classiques vers des compteurs intelligents afin de
répondre non seulement aux exigences de la Directive Européenne d’Efficacité Energétique (2018/2002/UE) mais aussi à la
constante évolution technologique du secteur. C’est le cas en Belgique et notamment en Flandre où il fait actuellement l'objet
d'une grande controverse, surtout après la décision de la Cour Constitutionnelle concernant la suppression du compteur qui
tourne à l’envers. Toutefois, bien que l'installation du compteur intelligent chez les prosumers a été retardée jusqu'en 2025, son
déploiement se poursuit pour tous les autres types d’installations, de sorte qu’au final, tout le monde en sera équipé.
Figure 1 Monitoring et gestion des consommateurs, des producteurs et du stockage d’énergie via un système CEMS
1 Le compteur ‘‘intelligent’’ est aussi appelé plus récemment ‘‘compteur communicant’’, auparavant il a aussi été référé comme compteur numérique
2 CEMS ou “Customer Energy Management Systems”
3
Un autre élément qui pourrait aussi jouer un rôle important est l’introduction d’une composante capacitaire dans le futur tarif de
distribution et de son implémentation adaptée aux contexte et caractéristiques propres de chacune des 3 régions en Belgique.
En effet, dès le 1er juillet 2022, ce tarif de capacité serait appliqué en Flandre, tandis qu’en Wallonie et en Région Bruxelles
Capitale, son implémentation est actuellement examinée dans chacune de leur prochaine méthodologie tarifaire, tout en gardant
un œil attentif sur le retour d’expérience de la Flandre. La volonté du gouvernement flamand est, via l’introduction d’un tarif de
capacité, de rendre la facture énergétique partiellement dépendante de la capacité utilisée.
En outre, on observe également une augmentation constante de la demande en énergie électrique des foyers et des PME en
raison notamment de l’utilisation croissante de véhicules électriques (ou plug-in hybrides) et de pompes à chaleur. Il pourrait donc
devenir intéressant de mieux contrôler la production et la consommation d'énergie électrique locale via des systèmes de gestion
de la demande (ou ‘‘Demand Side Management’’). En effet, la tendance à s’orienter vers plus d’autoconsommation se précise en
Europe et donc également en Belgique grâce aussi à diverses mesures d’accompagnement implémentées dans chacune des 3
régions.
L'objectif de cette brochure est de sensibiliser et informer tous les acteurs du secteur électrotechnique et en particulier les
installateurs électriciens sur le CEMS et ses applications associées, afin qu’ils puissent être préparés à répondre aux nombreuses
questions de leurs clients à ce sujet.
Pour plus de clarté, on peut aussi mentionner que le terme "HEMS" (Home Energy Management System) est aussi fréquemment
utilisé mais uniquement pour les foyers résidentiels (H ou ‘‘Home’’) contrairement au ‘‘CEMS’’ qui couvre également, en plus des
foyers résidentiels, les PME (C ou ‘‘Customer’’). Mais en pratique, il n'y a pas de différence entre HEMS et CEMS.
Vous pouvez trouver des informations complémentaires sur le site maconsosouslaloupe.be qui a été créé avec d’autres
partenaires du secteur électrotechnique et en collaboration notamment avec le Cluster Tweed. Il s'agit d'une plateforme
indépendante sur laquelle les développeurs et fabricants peuvent publier leurs applications et leurs solutions compatibles avec le
compteur intelligent. Vous pouvez trouver ainsi à partir d’une seule et même plateforme, un aperçu de tout ce qui se qui existe
actuellement sur le marché.
Les particuliers, les installateurs, mais aussi les développeurs/fabricants peuvent consulter, rechercher et comparer ce qui est
actuellement compatible et disponible sur le marché, tout en sélectionnant ceux qui pourraient répondre à leur exigence.
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2. Objectif
Pourquoi devriez-vous vous procurer un CEMS ?
Le CEMS est un outil permettant de réduire votre consommation d'énergie mais aussi d'utiliser davantage d'énergies
renouvelables. La Figure 2 montre les trois principaux piliers du "trias energetica" qui sont les principes de base de la
consommation d'énergie respectueuse de l'environnement.
Figure 2: Trias energetica
Le CEMS peut également aider à maintenir à tout moment l’équilibre (pour plus d’information à ce propos voir § 3.3) entre la
production et les prélèvements d’énergie électrique du réseau électrique.
Le CEMS permet aussi d’économiser sur votre facture d'énergie. En outre, le CEMS permet d’augmenter l’automatisation et le
contrôle de la production et de la consommation autant que possible ce qui évite de devoir constamment surveiller sa propre
consommation ; on n’a même plus besoin d'être à la maison.
Mais comment cela fonctionne-t-il ?
• Si votre consommation diminue, vous payez moins (§ 6.3)
• Dès l’installation d'un compteur intelligent (§ 4.1) plusieurs options supplémentaires sont disponibles :
• Un premier contrat à prix dynamique est déjà proposé (§ 6.5.1) – uniquement disponible pour les PME – et d'autres
contrats similaires sont en cours d’élaboration. Avec ce type de contrat, vous payez moins dès que vous reportez votre
consommation sur des périodes où le prix de l'électricité est moins élevé.
• Les prosumers équipés d'un compteur intelligent paient moins à mesure que leur autoconsommation augmente (§ 6.5.2 ).
• En 2022, en Flandre une redevance de capacité sera introduite pour une partie de la facture d'électricité pour ceux qui
disposent d'un compteur intelligent (§ 6.5.3). À partir de ce moment, vous paierez moins cher si vous étalez votre
consommation entre 0h et 24h pour éviter des pics de consommation.
Économiser signifie aussi dans ce cas-ci : voir ses dépenses augmenter moins que quelqu'un qui ne fait rien. Pour contenir les
coûts de la transition énergétique vers les énergies renouvelables, la consommation doit être non seulement réduite mais aussi
déplacée vers des périodes où les énergies renouvelables sont abondantes. Cela ne pourra jamais être réalisé avec le type de
contrôle ‘‘manuel’’ auquel nous sommes actuellement habitués.
La Figure 3 ci-dessous montre comment le VREG (le régulateur flamand pour les marchés de l'Electricité et du Gaz) envisage
l'avenir des tarifs de l'électricité.
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Figure 3: Vision future sur les tarifs de l’électricité (Source : VREG)
6
3. Concepts de base
Avant d'examiner de plus près le CEMS, nous allons introduire quelques concepts de base tels que la production, la
consommation, l’injection, le prélèvement, et l’autoconsommation.
3.1. Production, consommation, injection, prélèvement, autoconsommation
3.1.1. Sans installation solaire PV
Avant, c'était simple, on avait par exemple d’un côté une centrale électrique qui injecte sa production dans le réseau et de l’autre
côté un client qui prélève sa consommation sur le réseau. En d’autres mots :
• La centrale électrique : injection = production
Le client sans production propre (ex : sans solaire PV) : prélèvement = consommation
3.1.2. Prosumers
A partir du moment où le client commence à produire également de l'électricité, les choses se compliquent un petit peu plus (voir
Figure 4) :
Figure 4: Exemple de flux énergétiques chez un prosumer (source : VREG)
• Le client peut immédiatement consommer lui-même une partie de sa production.
• Lorsque le client produit plus qu'il ne consomme, il injecte le surplus dans le réseau électrique
• Lorsque le client produit moins qu'il ne consomme, il prélève ce qu’il lui manque sur le réseau électrique.
Cela signifie :
• Production excédentaire : injection = production - consommation autoconsommation = consommation
• Déficit de production : prélèvement = consommation - production autoconsommation = 100%
• Equilibre : injection = prélèvement = 0 autoconsommation = 100%
Avec un compteur classique qui tourne à l’envers, les quantités d'énergie sont examinées sur une année entière ; tandis qu’avec
un compteur intelligent on prend en compte les valeurs réelles instantanées (§ 6.5.2).
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3.2. Puissance et énergie
La puissance et l’énergie sont deux concepts de base importants dont leur relation entre les deux est définie par :
Énergie = puissance x temps
Quand on parle d'électricité, les unités couramment utilisées sont le kWh pour l'énergie et le kW pour la puissance :
La charge d'un véhicule électrique (VE) en est une bonne illustration :
• L'énergie est stockée dans la batterie (ex : 40 kWh).
• La puissance avec laquelle elle est chargée (ex : 11 kW) détermine avec quelle rapidité l'énergie est stockée par la batterie.
Un autre exemple : une bouilloire électrique d'une capacité de 2 kW qui fonctionne pendant 3 minutes suffit à faire bouillir un litre
d'eau et utilise 2 kW x 0,05 h = 0,1 kWh.
3.3. Utilisation de la flexibilité disponible
Les prélèvements et les injections doivent toujours se trouver en équilibre sur l’ensemble du réseau électrique, sinon la fréquence
et/ou la tension du réseau risque de dévier. Dans le passé, les centrales électriques pouvaient adapter leur production selon la
demande sans trop de difficultés. Aujourd'hui, l’accroissement des sources d’énergie renouvelables (ex : solaire et éolienne), très
dépendantes des conditions météorologiques, ne permet plus d’offrir le même type de flexibilité qu’offraient dans le passé les
centrales électriques. Il faut donc se tourner vers d'autres formes de flexibilité qui n’ont pas encore pu être utilisées dans le passé.
La flexibilité signifie ici la possibilité de décaler dans le temps l'injection et/ou le prélèvement de l'électricité sur le réseau.
La Figure 5 ci-dessous donne l’exemple de la charge d’un véhicule électrique (VE) : le rechargement doit être prêt après un temps
déterminé. La puissance disponible est suffisamment grande pour terminer plutôt. Il est alors possible de charger : (1)
immédiatement à pleine puissance ou (2) de décaler la charge aussi longtemps que possible, ou encore (3) de suivre tous autres
scénarios intermédiaires situé entre (1) et (2).
(1)
(3)
(2)
Figure 5 : La flexibilité disponible lors de la charge d’un VE. Comme illustrée sur cette figure, tout scénario dont la
trajectoire est comprise entre les lignes rouges (chargement immédiat et à pleine puissance) et les lignes vertes
(attendre aussi longtemps que possible) conduit au point vert (batterie totalement chargée au moment de départ)
(Source : EnergyVille)
La flexibilité peut être utilisée pour deux raisons :
3.3.1. Réduction des pics de consommation
La plupart des installations ne produisent ou ne consomment pas toujours la même quantité d’énergie. Ils doivent être construits
de manière à pouvoir fournir la puissance maximale impliquant par exemple que les câbles électriques doivent être d’épaisseur
suffisante. Cela signifie aussi que la Belgique doit pouvoir disposer d’une capacité de production suffisante pour répondre au pic
de demande ainsi que d’un réseau électrique capable de distribuer cette pointe de puissance. Des économies peuvent être
réalisées en étalant la consommation dans le temps et en réduisant ainsi la charge de pointe (réduction des pics de consommation
ou « peak shaving » en anglais).
8
3.3.2. Compensation mutuelle entre le prélèvement et la production
Cette compensation mutuelle, via la synchronisation en temps et en amplitude entre le prélèvement (-) et la production (+)
d’énergie peut se faire grâce à des systèmes de gestion de la demande ou DSM (ou en anglais « Demand Side Management »).
Par exemple : une maison équipée d'une installation photovoltaïque dont une partie de la consommation peut être décalée vers
des périodes où l'installation photovoltaïque fournit sa puissance maximale via le DSM. L'avantage est que cela augmente
l’autoconsommation (§ 6.4.4 et 6.5.2). En même temps, l'injection dans le réseau électrique est limitée. Il s'agit d'une manière de
réduire les pics.
3.4. À quoi sert l'électricité dans un ménage ?
À quoi sert l'électricité sur votre facture ? Voici les résultats de consommation moyenne pour une habitation d’un foyer résidentiel
typique (Source : Sibelga). Sur ce lien, vous trouverez des informations détaillées sur la puissance et la consommation moyenne
par appareil. Pour le CEMS, les plus gros consommateurs sont les plus important : la chaudière, le chauffage auxiliaire et le
véhicule électrique (§ 6.4.3). Une éventuelle pompe à chaleur en fait également partie (non indiquée sur Figure 6).
Figure 6: La consommation annuelle d'appareils électriques à domicile (Source : Sibelga)
94. Le compteur intelligent
Le modèle de compteur intelligent qui est, à ce jour (mars 2021), déployé en Belgique par les 3 régions est basé le compteur
numérique Sagemcom qui peut être soit monophasé (S210) soit triphasé (T210) (ex : Fluvius, Sibelga, ORES).
• En Flandre, tous les ménages et les PME disposant d'un compteur électrique analogique traditionnel (type Ferraris)
recevront un compteur intelligent (Source : Fluvius). Son déploiement (Source : VREG) a commencé en 2019 et est
prévu d’atteindre une couverture de 80% d’installation de compteurs intelligents d'ici la fin 2024, et de 100% d’ici 2029.
• En Wallonie (Source : Cwape) et en Région Bruxelles-Capitale (souce : Brugel), bien que les contextes et les accords
régionaux soient différents, le déploiement des compteurs s’y poursuit également.
.
Figure 7: A gauche un compteur Ferraris (ici avec compteur jour et nuit) et à droite un compteur intelligent
• En Wallonie, à ce jour (mars 2021), un peu plus de 10 000 compteurs ont déjà été installés par ORES chez notamment
des clients qui demandait un nouveau raccordement d’une nouvelle production d’énergie (ex : solaire PV). Au cours de
l’année 2021, il est prévu de l’installer chez d’autres clients tels que ceux disposant d’un compteur (à budget) équipé
d’une fonctionnalité de prépaiement. Une première estimation estime qu’environ 35 000 compteurs seront remplacés
d’ici 2023 dans toute la Wallonie.
À partir du 1er janvier 2023, l’installation des compteurs numériques sera systématique pour tout remplacement de
compteur et/ou nouveau raccordement. Ensuite, l’accent sera mis sur les gros consommateurs d’énergie (consommation
annuelle supérieure ou égale à 6 000 kWh), sur les propriétaires de panneaux solaires (production d’énergie supérieure
ou égale à 5 kWc) et sur les exploitants de bornes de recharge publiques pour voitures électriques. Concernant ces trois
types de clients, l’objectif est que 80 % d’entre eux disposent d’un compteur intelligent d’ici le 31 décembre 2029.
• En Région Bruxelles-Capitale, à ce jour (mars 2021), Sibelga a déjà commencé à remplacer les anciens compteurs par
des compteurs intelligents depuis 2019 et en a installés, jusqu’à présent, environ 20 000.
Ce compteur intelligent est devenu obligatoire en RBC et s’effectue dans le cadre de travaux de modernisation prévus
par Sibelga pour tous les nouveaux raccordements, pour les rénovations importantes et notamment les clients qui
produisent leur propre énergie et/ou qui souhaitent le faire (ex : solaire PV).
Pour les installations d’autoproduction de moins de 5 kVA, le remplacement de compteur peut se faire gratuitement
(Source : Sibelga - remplacement de compteur)
Dès 2023, Sibelga planifie d’installer approximativement 40 000 compteurs intelligents par an. L’idée serait
apparemment, tout comme en Wallonie, de donner priorité à ceux qui possèdent un véhicule électrique et/ou qui
disposent d’une unité de stockage et/ou d’une pompe à chaleur, ainsi qu’aux gros consommateurs (plus de 6 000 kWh
par an). SIBELGA prévoit de remplacer tous les compteurs bruxellois avant 2031.
104.1. Pourquoi un compteur intelligent ?
Dans de nombreux domaines, il est désormais normal de passer de l'analogique au digital/numérique. Le compteur Ferraris
analogique classique et le compteur budgétaire ne sont plus produit.
L'un des principaux avantages du compteur intelligent est qu'il peut communiquer non seulement avec le gestionnaire du réseau
de distribution (GRD) mais aussi avec les clients (ménages et PME).
Cela signifie que le GRD n'a plus besoin de se rendre ‘‘physiquement’’ sur place pour relever et enregistrer la consommation.
De cette manière, le fournisseur peut informer le client de manière plus fréquente de sa consommation (que via la facture
annuelle). Le client peut également visualiser et suivre sa propre consommation en temps réel via une application CEMS. De
plus, le GRD pourra également avoir une idée beaucoup plus précise de la charge du réseau électrique. Le GRD peut aussi
détecter et résoudre les défauts/les pannes plus rapidement. Il peut également mieux identifier les nouveaux investissements
nécessaires pour renforcer le réseau électrique et soutenir ainsi la transition énergétique.
Le compteur intelligent rend possible de nouveaux services, tels que les tarifs en fonction du temps (ToU ou « Time of Use »)
dont les familles et les petites entreprises, si elles le souhaitent, peuvent bénéficier. En plus de la consommation, le compteur
intelligent mesure également l'injection des prosumers sur le réseau électrique. Ce qui permet de revendre l’énergie injectée.
Pour la communication avec le client, le compteur intelligent dispose de deux sorties, les ports "P1" et "S1". Pour plus
d'informations à ce sujet, on vous invite à consulter les différents liens des GRD : Ports-clients (ORES), RESA, Sibelga et REW
et la brochure de Fluvius.
115. Définition d’un CEMS (Customer Energy Management System)
Comme c'est souvent le cas, le terme CEMS peut être interprété de différentes manières :
En général, il s'agit d'un dispositif placé derrière le compteur intelligent et qui, sur base des informations envoyées par ce dernier
permet, entre autres, de cartographier et d'optimiser la consommation d'énergie. Le CEMS permet en même temps, d’augmenter
le niveau de confort, car l'utilisateur n'a pas à intervenir manuellement, ni même à être présent physiquement chez lui.
La Figure 8 ci-dessous montre l'architecture d'un système de gestion d’énergie intelligent telle que décrite dans la note de concept
du gouvernement flamand (13/02/2017) et intitulée ‘‘Déploiement des compteurs intelligents en Flandre’’ (ou en néerlandais
‘‘Uitrol van digitale meters in Vlaanderen’’) dans lequel le CEMS est proposé comme 1 module central.
Le CEMS peut également être interprété de manière plus large :
• D'une part, il peut également permettre d'économiser de l'énergie indépendamment du compteur intelligent. Par exemple, il
peut contrôler le chauffage, la ventilation et l'éclairage d'une pièce à l'aide d'un capteur de présence. Nous sommes alors
dans un domaine qui recouvre à la fois la domotique et l'immotique. La domotique était auparavant principalement associée
au niveau de confort, désormais il intègre aussi les économies d'énergie.
Figure 8: Architecture d'un système de mesure intelligent (Source : Gouvernement Flamand)
Légende :
• CEMS Customer Energy Management System
• IHD In-Home Display
• CI (E) Compteur Intelligent pour l’Electricité
• CI (G, C/F, E) Compteur Intelligent pour le Gaz, pour la Chaleur et le Froid ou pour l’Eau
• SGCP Smart Grid Connection Point
• D'autre part, le CEMS nécessite bien plus qu'un simple appareil car il comprend non seulement le matériel, mais aussi les
logiciels, la technologie de communication et les interfaces utilisateurs (§ 7). En effet, cela peut aller du simple thermostat à
un système de contrôle entièrement intégré qui tient compte des habitants et des paramètres de l’environnement externe
telles que les prévisions météorologiques et les prix variables. Le CEMS constitue donc un vaste marché comprenant de
nombreux domaines de spécialisation.
5.1. Intégrateur
Ce marché du CEMS est actuellement en plein développement et offre de nombreuses opportunités aux électrotechniciens, en
tant qu’installateurs mais aussi en tant que développeurs et/ou intégrateurs.
L’intégrateur assume la responsabilité finale du bon fonctionnement de l’ensemble des installations. Il doit s'assurer que tous les
systèmes connectés à un CEMS (chauffage, ventilation, éclairage, etc.) fonctionnent ensemble et de manière optimale. Il agit
comme point de contact unique pour le client et coordonne la résolution des erreurs et des plaintes. L’intégrateur apparait ainsi
comme un nouveau type de profession, qui est toujours en train d’évoluer, mais qui possède un important potentiel de
développement futur.
126. Applications CEMS
Qu’est que le CEMS pourrait vous apportez ?
CENTRE MÉDICAL ASSENEDE
Dans le Centre Médical Assenede toutes les différentes technologies communiquent les unes avec autres.
À 7h30, l’alarme est automatiquement éteinte, la porte coulissante déverrouillée et la salle d’attente éclairée et chauffée afin que
les patients puissent attendre dans une pièce agréable aménagée à cet effet.
Tant qu’il n’y a pas de patients, l’éclairage reste tamisé (25%). En cas de détection de présence, l’éclairage est allumé à 100%.
Tant qu’aucun médecin n’est présent, les cabinets restent fermés. Pour des raisons de sécurité ils ne sont accessibles qu’avec
un badge.
Dès qu’un médecin arrive, il doit valider son badge personnalisé. De cette façon, le système peut identifier immédiatement quel
cabinet doit être préparé pour utilisation.
L'éclairage des cabinets peut être allumé avec un bouton à pression mécanique situé à l’intérieur du cabinet ; mais ne reste
allumé que pendant une période de 10 minutes, ensuite il s’éteint. Pour garder l'éclairage, ainsi que pour chauffer/refroidir et
ventiler la pièce de manière continue, le médecin doit obligatoirement insérer son badge dans le lecteur de cartes.
La ventilation est contrôlée par des détecteurs de CO2.
Si personne n'est présent au bureau d’information/accueil, la centrale téléphonique préviendra automatiquement le cabinet du
médecin et les appels seront automatiquement redirigés vers le médecin. Dès que le réceptionniste arrive et place son badge
dans le lecteur, les lumières, le chauffage et le refroidissement du bureau de l’accueil s’allumeront automatiquement. Et dans le
même temps, la centrale téléphonique commencera aussi à diriger tous les appels vers le bureau d’information/accueil.
A 18h30, le système enclenche un système de ‘‘pré-fermeture’’ : Il vérifie s'il y a encore du mouvement et/ou s’il y a encore des
badges dans les lecteurs. S'il n'y a plus de mouvement ni de badges, le système d'alarme vérifie si toutes les zones ont bien
été mises en mode veille. Si c'est le cas, les portes se ferment et le système d'alarme est activé automatiquement. Mais si au
moins une des conditions de ‘‘pré-fermeture’’ n’est pas remplie, tout le système reste alors en fonctionnement normal. Il ne
fermera que lorsque toutes les conditions précitées sont remplies.
Source : vakblad Elektricien - september 2020 (traduit par nous)
6.1. Mesurer, c’est savoir
Chaque famille ou PME est différente. Il est difficile de donner des règles générales afin de déterminer quelles applications
pourraient être intéressantes et pour qui ?
La Figure 9 ci-dessous donne une idée de la différence de consommation qui existe entre différentes familles.
Figure 9: La distribution de la consommation d’électricité des familles flamandes en 2008. Le graphique de la figure
s’arrête à 14 MWh, le maximum est d’environ 200 MWh (Source : Energyville - Linear Report, pg 24)
13Une bonne première étape consiste à suivre et stocker les données du compteur intelligent pendant un an, puis à les analyser.
En effet : Mesurer, c'est savoir.
Cette mesure peut être complétée par l'installation de compteurs d'énergie supplémentaires afin de cartographier les principaux
consommateurs.
Ci-dessous quelques remarques supplémentaires étant donné que le graphique date de plus de 10 ans :
• La consommation électrique d'une famille moyenne sans pompe à chaleur ou VE, est estimée à 3 500 kWh par an.
• Une pompe à chaleur et un VE (§ 6.4.3) ajoutent chacun quelques milliers de kWh (mais vous utilisez moins énergies de
sources telles que le gaz, mazout, …). La quantité d’énergie que vous devez ajouter dépend des conditions de la situation
spécifique dans laquelle vous vous trouverez.
6.2. Visualisation de la consommation
La surveillance de la consommation instantanée peut être visualisée sur un écran. Cela ne doit pas forcément coûter cher et le
fait de pouvoir voir et surveiller sa propre consommation nous pousse peut-être déjà à mieux économiser l'énergie. Le rapport
d’analyse coûts-avantages de l'introduction du compteur intelligent en Flandre (pg 8) 3 mentionne une économie d'énergie
moyenne de 2,6 % pour l'électricité et de 1 % pour le gaz ; Mais bien sûr, si pour les consommateurs motivés, il y a moyen
d’économiser toujours plus.
6.3. Économie d’énergie
Les CEMS permettent d'économiser directement l'énergie, ce qui permet de réduire la facture énergétique de manière plus
Ecologique. Quelques exemples :
• Le chauffage des locaux peut être contrôlé en fonction de la présence (ou non) de personne(s) en leur sein et notamment
en combinaison avec le chauffage par zone. Grâce à un algorithme d'auto-apprentissage, le chauffage peut démarrer de
manière adaptée afin que la température finale soit agréable aux heures habituelles du lever/du coucher. Les prévisions
météorologiques jouent également un rôle : par exemple, s'il fera plus chaud pendant la journée, le besoin d’amortir de la
chaleur est réduite.
• Les capteurs de mouvement/présence peuvent également être utilisés pour contrôler la ventilation, qui est actuellement
obligatoire dans tous les bâtiments modernes. Des capteurs mesurant la qualité de l'air (CO2, humidité) peuvent également
être utilisés à cette fin.
• Le besoin de refroidissement peut être diminué également. Par exemple : en contrôlant les stores et/ou la ventilation
nocturne. Dans ce cas aussi, il est important de tenir compte des prévisions météorologiques.
• Le contrôle de la lumière peut faire appel à des capteurs de mouvement/présence et de lumière du jour.
Les économies d'énergie s'accompagnent d'une augmentation du niveau de confort. L'utilisateur est libéré de tous soucis grâce
à l’assistance d’un système de contrôle automatisé.
6.4. Flexibilité
Le CEMS peut veiller à ce que la flexibilité disponible soit utilisée (§ 3.3). Ici aussi, l'automatisation joue un rôle important et
permet de soulager les consommateurs, qui ne sont souvent pas chez eux et/ou pour ceux qui trouvent cela trop compliqué.
Ci-dessous nous décrivons un certain nombre d’applications qui offrent une certaine flexibilité de la consommation (réponse à la
demande), de la production et/ou du stockage.
6.4.1. Chauffage et eau chaude
L'électricité, comparée à la chaleur, peut être facilement transportée, mais son stockage est coûteux. Tandis que la chaleur peut
être facilement stockée, par exemple dans un réservoir d'eau bien isolé ou dans l’inertie thermique d'un bâtiment, mais par contre
son transport est plus coûteux car les tuyaux doivent être complètement isolés sur toute leur longueur.
L'électrification du chauffage peut réduire les émissions de CO2 et accroitre la flexibilité. Une pompe à chaleur est la technologie
indiquée car elle consomme beaucoup moins d'électricité qu'un système de chauffage à résistance électrique. Cependant, de ce
fait, la flexibilité offerte par une pompe à chaleur est moindre (puissance plus faible et moins d'énergie électrique). De plus cette
technologie est également plus chère. Afin d'utiliser la flexibilité d'un stockage thermique, il faut un système de contrôle intelligent
qui puisse calculer la quantité de chaleur nécessaire et le moment précis pendant lequel elle devra être fournie :
• Un thermostat intelligent tient compte du comportement de l'utilisateur. Il analyse les habitudes des utilisateurs et affine sa
programmation en conséquence.
3 “kosten-baten-analyse voor de invoering van de digitale meter in Vlaanderen”, VREG, 9 mei 2017
14• Il peut anticiper par exemple sur le temps nécessaire pour atteindre la température souhaitée, afin que le niveau de confort à
l’heure du lever soit optimal.
• Il tient compte des prévisions météorologiques. On ne stocke pas plus de chaleur que nécessaire pour la journée.
• Un contrôleur connecté à l'internet peut être commandé à distance, par exemple avec un smartphone.
• Le géorepérage (ou ‘‘géofencing’’ en anglais) est un terme à la mode qui désigne un thermostat qui permet d’évaluer si
quelqu'un est présent (ou non) à la maison. Si la dernière personne (à la maison) devait partir à l'improviste, un thermostat à
horloge laisserait simplement le chauffage en marche. Un thermostat équipé d’un système de géorepérage peut détecter que
tous les résidents se trouvent à une certaine distance (par exemple : 500 m) de leur domicile. Le chauffage s'arrête jusqu’à
l'un d'entre eux s'approche à nouveau à moins de 500m de la maison.
Ceci s'applique à la fois au chauffage des locaux et à l'eau chaude sanitaire.
La production combinée de chaleur et d'électricité (la cogénération) peut également jouer un rôle dans ce domaine. De nombreux
bâtiments ont besoin d'électricité et de chaleur en même temps et, de plus, un stockage thermique permet de rendre la production
d'électricité flexible. Dans un cas idéal, la cogénération utilise des énergies renouvelables telles que le biogaz.
6.4.2. Batterie
Bien entendu, le stockage de l'électricité dans une batterie offre également plus de flexibilité. Un prosumer peut utiliser une
batterie pour augmenter son autoconsommation (§ 3.1).
La taille de la batterie dépend de la situation réelle, notamment du rapport entre la consommation annuelle et la production
annuelle. Lorsque ceux-ci sont à peu près équivalentes :
• Le taux d’autoconsommation sans batterie est d'environ 30% en moyenne.
• Le taux d’autoconsommation peut doubler pour atteindre 60 % avec une batterie d'une capacité d’environ 1 kWh par MWh de
production annuelle de l’installation photovoltaïque.
Une batterie peut également être utilisé pour d'autres applications telles qu’une alimentation de secours (UPS ou ‘‘Uninterruptable
Power Supply’’ en anglais). Toutefois, il faut souligner que faire fonctionner une installation de batteries devant servir à la fois de
de système de stockage d'énergie (reliée au réseau électrique) mais aussi d'alimentation de secours (en îlotage), est plus
complexe que si elle ne devait remplir qu'une seule de ces deux fonctions.
6.4.3. Véhicule Electrique (VE)
Un VE peut être considéré dans ce contexte comme un type particulier de batterie, qui n'est pas toujours présent.
Quelques chiffres :
• En Belgique, une voiture roule en moyenne 15 000 km par an, soit 40 km par jour. Avec une consommation moyenne de 17
kWh aux 100 km, cela signifie 2 500 kWh par an, soit 7 kWh par jour. Cependant, la distance réellement parcourue et le
nombre de recharge faite à domicile dépendent de l’utilisateur. La consommation d'un VE n'est pas non plus toujours la même,
elle dépend entre autres de la vitesse, du style de conduite et les conditions météorologiques.
• Une station de recharge domestique typique a une puissance de 3,7 kW (monophasée) ou de 11 kW (triphasée). Mais vous
n'avez en général pas besoin d’autant de puissance. Par exemple, une personne qui a parcouru seulement 40 km devra
recharger environ 7 kWh. Une puissance de recharge d’1 kW est alors suffisante si on a toute la nuit pour recharger.
• Avec par exemple une batterie de 50 kWh, une recharge hebdomadaire serait suffisante. En pratique, on observe que la
plupart des utilisateurs préfèrent partir avec une batterie complètement chargée et donc pour maintenir en permanence ce
niveau élevé, ils la rechargent plus fréquemment, ce qui donc diminue leur flexibilité. En principe, la batterie d'un VE peut
également être utilisée pour fournir de l'énergie à un bâtiment et/ou au réseau électrique. C'est ce qu'on appelle le V2G
(Vehicle-to-Grid, parfois aussi V2X, Vehicle-to-everything). Le développement de ce projet V2G est pour le moment encore
en phase pilote mais pourrait arriver sur le marché d'ici quelques années.
6.4.4. Production décentralisée
Un propriétaire de panneaux solaires ou d'une autre installation de production décentralisée devrait en principe consommer lui-
même la plus grande partie possible de l'énergie produite (§ 6.5.2). L’énergie ne transite pas par un compteur électrique et il n'y
a pas de pertes de transport d’électricité. Pour ce faire, le propriétaire devra utiliser sa propre flexibilité.
6.4.5. Appareils ménagers
Il existe 2 groupes d’appareils ménagers qui peuvent offrir une certaine flexibilité :
• Les congélateurs (et les réfrigérateurs) peuvent se refroidir un peu plus lorsqu'il y a un surplus d'électricité, de sorte qu'ils
peuvent rester plus longtemps sans électricité par la suite grâce à leur inertie thermique.
• Les lave-vaisselles, les machines à laver et les sèche-linges ne doivent pas toujours être démarrés immédiatement. Il suffit
qu'ils soient prêts quand l'utilisateur le souhaite, par exemple au moment où il se lève ou qu’il revient chez lui à la maison.
15Pour cela, vous avez besoin d'appareils ménagers dits "intelligents". Comme le compteur intelligent, ils ne sont pas eux-mêmes
intelligents mais peuvent communiquer avec un CEMS. Dans le groupe des lave-vaisselles, etc., après avoir rempli l’appareil,
l'utilisateur peut spécifier quand il doit être prêt.
Linear était un projet pilote flamand (2009 - 2015) dans le cadre duquel l’offre de flexibilité des appareils ménagers intelligents
installés chez 240 familles a été étudié.
Figure 10: l'extrapolation de la flexibilité offerte à tous les ménages belges (source : Linear-eindrapport, pg80)
Les graphiques de la Figure 10 proviennent du rapport final Linear-eindrapport (pg. 80) et montrent l'extrapolation de la flexibilité
offerte à tous les ménages belges. Pour une meilleure compréhension :
• L'axe des x indique le temps et l'axe des y la puissance.
• L'échelle de couleurs indique le nombre d'heures qui peuvent être décalées.
• Les 2 graphiques de gauche montrent la flexibilité disponible pendant la semaine et ceux de droite celle disponible pendant
le week-end : pendant le week-end, la flexibilité est plus grande.
• Les 2 graphiques du haut montrent la puissance qui peut être activée,
les 2 graphiques du bas montrent la puissance qui peut être désactivée (ou délestée) :
La plupart des appareils passent plus de temps à l’arrêt qu’en fonctionnement. Et lorsqu'ils sont en marche, tous ne peuvent
pas être arrêtés de manière simple. Il y a donc plus d'appareils disponibles pour être activés qu’il n’y en a qui peuvent être
désactivés.
Nous voyons que de cette façon, une plus grande quantité d'énergie solaire pourrait être consommée l'après-midi. Le soir, une
réduction limitée du pic de consommation serait possible.
Source: Magazine Elektricien - septembre 2020
6.5. Retour sur investissement
Quand investir dans un CEMS est-il financièrement intéressant ?
Consommer moins d'énergie (§ 6.3) signifie une facture d'énergie moins élevée. Selon le test V de la VREG, un achat de 1 000
kWh coûte un peu moins de 250 euros pour les fournisseurs les moins chers (chiffre de février 2021).
Un compteur intelligent offre encore d’autres possibilités telles que décrites ci-dessous.
6.5.1. Facturation avec un compteur intelligent
La facture annuelle d'électricité se compose de 3 composants principaux : les coûts énergétiques, les tarifs de réseau et les taxes
(ex :Sibelga et Vreg). En raison de la transition énergétique, nous pouvons raisonnablement nous attendre à des changements
dans la méthode de calcul. Nous écrivons ce paragraphe en février 2021.
Pour la facturation, un compteur intelligent enregistre les valeurs tous les quarts d'heure. Cela permet de prendre en compte des
tarifs qui varient dans le temps. Une distinction est faite entre :
16• Tarifs dynamiques basés sur le prix de l'électricité côté en bourse. Sur les marchés de gros de l'électricité, un prix est fixé
pour chaque quart d'heure. La variation est importante : le prix peut monter à plus de 80 €/MWh mais peut aussi descendre
en dessous de zéro. La Figure 11 ci-dessous donne un exemple de tarif dynamique utilisé en Grande-Bretagne.
• Tarifs ToU (Time of Use) : un prix fixe qui varie en fonction du moment de la journée. Un exemple simple est le tarif jour-nuit
actuel. On s'attend à ce qu'il y aura des tarifs avec plus de périodes.
Figure 11: Tarif dynamique au Royaume-Uni, avec à gauche l'application pour smartphone. A 17h30 l'énergie coûte
presque 4 fois plus qu'à 14h00 ! (Source : Octopus Energy)
6.5.2. Prosumers
Le compteur intelligent mesure séparément les prélèvements et les injections. Les consommateurs disposant d'un compteur
intelligent n'ont plus droit à un compteur qui tourne à l’envers. Ils paient l'électricité qu'ils prélèvent sur le réseau comme tout le
monde au prix normal. Pour l'électricité qu'ils injectent dans le réseau, ils peuvent recevoir une compensation de rachat, mais
celle-ci est bien inférieure au prix d'achat. Cela doit d'encourager l'autoconsommation (§ 3.1.2).
Pour la Flandre, la cour constitutionnelle a décidé en janvier 2021 de mettre fin au système du compteur qui tourne à l’envers
avec tarif prosumer, pour tout propriétaire de panneaux photovoltaïques déjà équipé d’un compteur intelligent. Le compteur
intelligent mesure le prélèvement et l’injection séparément. Le prosumer paie pour son prélèvement comme tout le monde et
peut se faire rémunérer pour son injection.
Un exemple avec les chiffres de février 2021 pour la Flandre :
• 1000 kWh de prélèvement coûtent environ 250 € chez les fournisseurs les moins chers.
• 1000 kWh d’injection rapporte environ 40 euros.
• 1000 kWh supplémentaires d'autoconsommation permettrait donc d'économiser 210 euros.
Il faut aussi souligner que depuis le 1er janvier 2021, une nouvelle prime pour l’installation de panneaux solaires en Flandre
est entrée en vigueur pour compenser l’introduction du tarif d’injection.
Ceux qui n’ont pas encore de compteur intelligent restent cependant dans le système du compteur qui tourne à l’envers
avec tarif prosumer mais uniquement jusqu’au remplacement de leur compteur qui aura lieu entre avril 2021 et 2029. Et de
plus, récemment l'installation du compteur intelligent chez les prosumers vient d’être apparemment retardé jusqu'en 2025.
• En Wallonie, le tarif prosumer est entré en vigueur le 1er octobre 2020 pour les propriétaires de panneaux solaires. Il est
financé en partie par le gouvernement wallon à une hauteur de 100% entre 2020 et 2021, puis à 54,27% en 2022 et 2023 et
à partir de 2024 sera à 100% à charge des propriétaires de panneaux solaires. Il est valable uniquement pour les clients
résidentiels. Durant cette période de transition donc deux systèmes cohabiteront : d’un côté une compensation avec tarif
prosumer pour les propriétaires de compteur classique (tarif forfaitaire dépendant de la capacité maximale de l’installation
solaire PV, similaire à celui utilisée en Flandre) et de l’autre une tarification sur base des prélèvements bruts pour ceux qui
installeront un compteur intelligent (tarif proportionnel).
• En Région de Bruxelles-Capitale, depuis le 1er janvier 2020 le principe du compteur inverseur a été supprimé, avec son
système de compensation associé. Tous les prosumers doivent disposer d’un compteur intelligent ou double-flux. Cet appareil
permet de lier directement les tarifs de réseau à la quantité d’électricité que les prosumers prélèvent du réseau électrique. Il
permet aussi, selon Brugel, grâce au mesurage basé sur les flux d’électricité réels de contribuer à une consommation
énergétique rationnelle. Contrairement à la Flandre et à la Wallonie, le système de certificats d’énergie verte pour les petits
consommateurs est toujours d’application à Bruxelles, mais depuis début 2021, environ 17 % de certificats en moins seront
attribués aux nouvelles installations. Toutefois, cette baisse n’impacte pas les installations datant d’avant le 1er janvier 2021.
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