L'OSSATURE NUMÉRIQUE - RTE
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L’OSSATURE NUMÉRIQUE
LES ADAPTATIONS
4
L’OSSATURE
NUMÉRIQUE
SCHÉMA DÉCENNAL DE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU I ÉDITION 2019 954. L’OSSATURE NUMÉRIQUE :
DES DISPOSITIFS À RENFORCER AFIN DE
GARANTIR, À CHAQUE INSTANT, LA SÛRETÉ
ET LA PERFORMANCE DU RÉSEAU ÉLECTRIQUE
SYNTHÈSE
Le fonctionnement d’un grand réseau maillé, Aujourd’hui, les centres de conduite du réseau
comme le réseau de transport d’électricité fran- (dispatching) s’appuient sur une représentation
çais, repose sur un ensemble de systèmes d’in- de l’état du système électrique grâce au traite-
formation qui permet son exploitation en temps ment de plus de 40 000 télémesures1 relevées
réel. Ces systèmes sont adossés à des moyens de toutes les 10 secondes et de plus de 350 000 télé-
télécommunication et à un ensemble de disposi- signalisations2 relevées à chaque changement
tifs visant à capter et trier l’information. Tous ces d’état des matériels (par exemple : disjoncteur
éléments constituent un « système nerveux » qui ouvert ou fermé). Ces échanges de données en
garantit l’observabilité, la commandabilité et la temps réel participent à la sécurité des biens et
protégeabilité du réseau électrique. des personnes car ils permettent de limiter les
conséquences d’un blackout sur le réseau élec-
Ces liens de télécommunications existent et trique (garantie pour l’alimentation électrique des
participent au bon fonctionnement du système sites nucléaires, réalimentation rapide d’une zone
électrique depuis la création des premières ou d’une région coupée), mais contribuent égale-
lignes électriques, au début du XXe siècle. Les ment à la performance du réseau, en permettant
technologies n’ont cessé d’évoluer et, depuis d’exploiter et de maintenir le réseau au plus près
les années 2000, ces systèmes d’information de ses limites techniques3.
sont en cours de numérisation pour former une
« ossature numérique » pour le réseau électrique. Le réseau électrique sera, dans les prochaines
Son déploiement et sa maintenance doivent être décennies, soumis à deux phénomènes qui trans-
envisagés de façon à minimiser toute situation formeront en profondeur ses modes d’exploitation
de dépendance ou de faiblesse, vis-à-vis de tiers et de maintenance :
malveillants, notamment en renforçant les exi- uu L’essor des énergies renouvelables électriques
gences de cybersécurité. Au vu de l’importance variables (éolien et solaire) : ce phénomène
de la gestion du réseau pour l’économie du pays est encore récent et partiel en France et ses
et pour sa sécurité, il s’agit d’une infrastructure conséquences sur le réseau et l’exploitation du
stratégique. système ne sont ainsi pas encore pleinement
perceptibles. Les retours d’expérience dispo-
nibles dans les pays voisins suffisent néanmoins
1. L a télémesure correspond à la transmission, depuis un appareil de mesure (transformateur de courant ou de tension) situé dans un poste électrique, de la
valeur d’une grandeur physique (courant ou tension) jusqu’aux outils de conduite du réseau.
2. La télésignalisation correspond à la transmission, depuis un appareil d’aiguillage (sectionneur ou disjoncteur) situé dans un poste électrique, d’un état (ouvert
ou fermé) jusqu’aux outils de conduite du réseau.
3. Le développement des technologies numériques permet en outre d’implémenter des fonctionnalités d’interaction avec les acteurs du système électrique beaucoup
plus riche, donnant un levier d’action supplémentaire pour adapter le système électrique à la transition énergétique, dans une approche sobre en ressource.
96L’OSSATURE NUMÉRIQUE
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à établir la nécessité de modes d’exploitation Le renouvellement des dispositifs obsolescents
du système électrique plus agiles. (paquet 0) représente un montant de 1,5 Md€
uu Le vieillissement du réseau électrique : le d’ici 2030. Les paquets 1 et 2, qui conduiraient
réseau développé massivement après la à relier via un lien de télécommunication près
seconde guerre atteindra, dès 2030, un niveau de 1 700 sites de RTE (contre 1 100 aujourd’hui)
d’obsolescence avancée. La connaissance fine pour compléter le dispositif vital de sûreté du sys-
de la dégradation subie par chacun des maté- tème électrique et pour maintenir la performance
riels est indispensable pour orienter les opéra- technique et économique du réseau, représentent
tions d’entretien et de renouvellement vers les 1,4 Md€ sur la période 2021-2035. Cette per-
composants les plus critiques pour le système formance se traduit concrètement par des gains
électrique. économiques sur les coûts d’adaptation et de
renouvellement du réseau estimés entre 1,5 et
Afin de répondre à ces transformations du sys- 2,8 Md€ sur 15 ans (voir chapitres 2 et 3) et par
tème électrique, tout en préservant la sécurité des des bénéfices sociétaux en limitant ou en retar-
biens et des personnes et en maintenant la per- dant la construction de nouvelles infrastructures
formance électrique, RTE renforce l’« ossature voire en évitant certaines reconstructions pour
numérique » de son réseau selon un déploie- des ouvrages en fin de vie.
ment par paquet fonctionnel cohérent :
Des efforts complémentaires – paquet 3 –
uu Le paquet 0 « renouvellement » pour pourraient être réalisés en fonction de la
répondre au vieillissement naturel des dynamique constatée des scénarios de
systèmes de contrôle-commande exis- transition énergétique sur les territoires.
tants, installés dans les postes depuis les Ces efforts viseraient à répondre à des scéna-
années 1970. rios de développement très rapide des énergies
renouvelables (trajectoire type PPE), par un
uu Le paquet 1 « fondamental » pour étendre renouvellement en anticipation de l’ensemble
l’infrastructure privée télécom afin de des systèmes de contrôle- commande et une
garantir l’observabilité et la conduite du réseau extension de l’infrastructure privée télécom.
en cas de blackout électrique, et assurer in
fine la sûreté et la sécurité des biens et des Le SDDR n’intègre donc que le « socle numérique
personnes. minimal » (paquet 0 + 1 + 2) dans la trajectoire de
référence : le paquet 3 n’y figure pas mais pour-
uu Le paquet 2 « performance » pour main- rait être mis en œuvre selon la temporalité des
tenir la performance du réseau électrique phénomènes de la transition énergétique. Cette
actuel, en minimisant l’impact des défauts sur stratégie anticipe également, de par son architec-
la coupure de consommation et mieux maî- ture, la possibilité à terme d’activer de nouveaux
triser les investissements d’adaptation et services, en particulier par le biais de technologies
de renouvellement via un dimensionnement décentralisées comme la blockchain.
optimal du réseau en intégrant des écrête-
ments sur la production décentralisée.
SCHÉMA DÉCENNAL DE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU I ÉDITION 2019 974.1 L’infrastructure numérique permet de capter,
transmettre et analyser les données du réseau
électrique afin de garantir sécurité et performance
L’exploitation du système Un ensemble de dispositifs ont ainsi été développés
électrique repose sur des dispositifs pour collecter, échanger et analyser l’information.
permettant de capter, transmettre et
agir sur les composants du réseau À ces dispositifs, sont associés trois notions parti-
culièrement importantes pour :
Le fonctionnement d’un grand réseau maillé, uu la protégeabilité du réseau : il s’agit de la pro-
comme le réseau de transport d’électricité français, tection automatique des infrastructures élec-
repose sur un ensemble de systèmes d’information triques et des personnes en cas de court-circuit
qui permettent son exploitation en temps réel. ou de dégradation significative du matériel ;
Ces systèmes d’information sont adossés à des cette protection favorise la résilience du réseau
moyens de télécommunication et à un ensemble et le maintien de la qualité de l’électricité (conti-
de dispositifs visant à capter et trier l’information. nuité de l’alimentation et qualité de l’onde).
uu l’observabilité du réseau : il s’agit de connaître
Tous ces éléments sont constitutifs du réseau, avec précision la position des organes et l’état
au même titre que les câbles, les pylônes ou les du système électrique ;
postes. Ils en constituent « le système nerveux », uu la commandabilité du réseau : il s’agit de pou-
dans la mesure où, sans eux, le réseau électrique voir agir sur les constituants du système élec-
ne pourrait être exploité. trique pour en adapter son exploitation.
Pour pouvoir agir sur les composants du réseau, il C’est sur ces notions qu’est bâtie la téléconduite,
est nécessaire d’être en mesure d’en connaître l’état. clef de voûte de l’exploitation du réseau.
Figure 4.1 Ossature de contrôle-commande et télécommunications du réseau électrique
Aujourd’hui
Couche logicielle centralisée
(SCADA)
Lien télécom
Technologie :
Fibre (41 %)
Cuivre 35 %)
Contrôle-commande
Radio 3G/4G (17 %)
CPL (courant porteur au niveau local
ligne) (5 %) Technologies :
Faisceau hertzien (2 %) - Relais électromécaniques (15 %)
Statut : - Cartes électroniques (47 %)
Privé (57 %) - Numérique (38 %)
Opéré (43 %)
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Développée depuis les années 1970, la structure fonctionnement du système, qui date des années
actuelle de téléconduite s’appuie sur différentes 1920 – à l’époque où se sont mis en place les pre-
couches logicielles ou matérielles remplissant cha- miers grands opérateurs de transport d’électricité.
cune leur rôle dans le traitement de l’information. Le décret du 29 juillet 1927 (modifié en 1935,
1950, 1975 et 2011) pour l’application de la loi
du 15 juin 1906 sur les distributions d’énergie sti-
Capter, protéger et agir : pule dans son article 61 (télécommunications) que
le contrôle-commande « les entrepreneurs de distribution ou de transport
sont tenus d’établir et d’entretenir, à leurs frais
Au niveau local, des unités de contrôle-commande (…) les lignes télégraphiques ou téléphoniques ou
sont installées dans chaque poste électrique. Les de signaux et (…) les installations radioélectriques
dispositifs de contrôle-commande, qui captent en reconnues nécessaires par le service du contrôle
continu des informations sur l’état des composants pour assurer la sécurité de l’exploitation ». Cette
électriques, constituent le socle technique des fonc- exigence n’a été remise en cause ni par l’évolution
tions de protection, d’observation et de commande du des techniques du transport d’électricité et des
réseau. Ces dispositifs s’articulent avec le réseau de télécommunications, ni par des évolutions législa-
télécommunication, qui permet la transmission des tives majeures qu’a connues le secteur électrique
informations associées à ces différentes fonctions. (1946 et 2000). Le code de l’énergie, en applica-
tion du décret du 30 décembre 2015 qui en codi-
Les dispositifs de contrôle-commande ont été fie la partie réglementaire5, en maintient l’esprit
déployés au fil du temps et intègrent différents puisqu’il prévoit dans son article R323-34 que « les
stades d’avancées technologiques. Comme pour les gestionnaires des réseaux publics d’électricité et
câbles, les postes ou les pylônes, différents paliers les titulaires d’autorisation de lignes directes dis
techniques de contrôle-commande coexistent ainsi posent des systèmes de télécommunications indis
sur le réseau français, traduisant des époques pensables au bon fonctionnement des ouvrages
d’installation ou de renouvellement différentes. dont ils ont la charge ».
D’abord conçus à base de relais électroméca- Ces moyens de télécommunications peuvent
niques puis de cartes électroniques, les systèmes aujourd’hui être décrits de la façon suivante.
de contrôle-commandes d’aujourd’hui s’appuient
sur des calculateurs et des équipements numé- D’une part, ils sont caractérisés par une cohabita-
riques4. À fin 2019, 38 % des postes disposent d’un tion entre des réseaux de télécommunications « pri-
contrôle-commande numérique. vés » (possédés et exploités directement par RTE)
et des réseaux « opérés » (possédés et exploités par
un opérateur télécom, qui rend une prestation de
Transmettre les données : les service à RTE). De manière très schématique, les
réseaux de télécommunication activités relatives à la téléconduite et les activités
les plus sensibles sont réalisées de manière préfé-
Un système électrique s’appuie sur des réseaux de rentielle via un réseau privé, tandis que pour les
télécommunication. applications tertiaires, l’infrastructure de télécom-
munication est principalement détenue et exploi-
L’exigence d’un couplage entre réseaux élec- tée par des opérateurs télécom, via une mise en
triques et systèmes de télécommunication consti- concurrence systématique depuis l’ouverture du
tue en réalité une exigence ancienne dans le marché dans le secteur des télécommunications.
4. À noter que la boucle de communication des différents équipements au sein du poste électrique (matériels à haute tension et équipements basse tension)
s’est également numérisée en associant cuivre et fibre optique.
5. Dans le détail, le décret du 1er décembre 2011 en abrogeant l’article 61 du décret de 1927 avait déjà introduit cette exigence réglementaire dans son article
17. Par la suite, le décret de décembre 2015 abroge le décret de 2011 et introduit ce texte dans la partie réglementaire du code de l’énergie.
SCHÉMA DÉCENNAL DE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU I ÉDITION 2019 99D’autre part, le système électrique est un système Piloter le système et aider
ouvert et en forte interaction avec de nombreux à la prise de décision :
intervenants (producteurs, consommateurs, ges- la conduite et la supervision
tionnaires de réseau de distribution, acteurs de
marché, gestionnaires de réseau des pays voi- Les systèmes de conduite et de supervision
sins). Les réseaux de télécommunications assurent assurent l’observabilité et la commandabilité du
l’échange d’informations et d’ordres entre les diffé- système électrique via l’agrégation de l’ensemble
rents niveaux (de la maille locale à la maille natio- des informations remontées des différents points
nale), entre les opérateurs du réseau électrique du réseau. L’architecture de conduite du réseau
(français ou européens) et avec les utilisateurs du repose sur une organisation hiérarchisée des fonc-
réseau électrique (producteurs, consommateurs et tions de surveillance et de commande avec quatre
distributeurs). À ce titre, il s’agit de réseaux très niveaux de conduite :
surveillés sur le plan de la sécurité informatique. 1.
un niveau national, réalisé par le centre de
conduite (ou dispatching) national dont les mis-
En troisième lieu, il s’agit d’un domaine où la tech- sions essentielles sont l’équilibre en temps-réel
nologie est très évolutive. Au cours du temps, l’in- production-consommation, la gestion du plan de
frastructure de télécommunication de RTE a évolué tension, la gestion des échanges aux frontières
en fonction des technologies disponibles (cuivre, et la maîtrise des transits sur le réseau de grand
fibre optique, radio 1G/2G/3G/4G, faisceaux hert- transport (400 kV - 225 kV) ;
ziens, satellites...) et du service rendu associé 2. un niveau régional, effectué par plusieurs dis-
(latence, résilience, garantie de service). Depuis patching locaux dont les missions essentielles
les années 2000, la technologie fibre optique est consistent dans la surveillance des transits sur
privilégiée pour les services de téléconduite. À ce les réseaux de répartition (63, 90 et 225 kV), la
jour, plus de 23 000 km de câbles optique des- maîtrise de la topologie du réseau, le pilotage
servent près de 1 200 sites électriques avec des de la tension par zones et la surveillance des
connexions point à point le long des liaisons élec- injections aux nœuds électriques du réseau ;
triques souterraines, ou via des câbles enroulés 3.
un niveau intermédiaire, par groupements de
autour des câbles de garde ou de phase, ou bien postes électriques, en charge de la surveillance
encore intégrés dans ces mêmes câbles. des installations électriques ;
4.
un niveau local situé dans chaque poste élec-
Les réseaux de télécommunication déployés en trique pour protéger, surveiller et comman-
propre par RTE sont peu redondants avec les der les équipements. Ce niveau permet d’agir
infrastructures des principaux opérateurs com- localement en ultime secours ou dans certaines
merciaux. Ils visent en effet à connecter des lieux phases de travaux.
situés le plus souvent à l’écart des principales
zones d’habitation (postes électriques, centrales En temps réel, RTE dispose de toutes les données
nucléaires), et pour cette raison non ciblés en concernant la topologie et la valeur des grandeurs
priorité par ces derniers. De plus, les réseaux électriques caractéristiques du fonctionnement du
opérés ne sont pas conçus (en termes d’archi- système. Ces données sont traitées au sein d’outils
tecture), maintenus et exploités avec les mêmes d’analyse et d’aide à la décision et les commandes
objectifs que des réseaux privés adaptés à des nécessaires au bon fonctionnement du système
besoins spécifiques. électrique sont renvoyées au niveau local via l’en-
voi d’ordres automatiques ou manuels sur les dif-
Enfin, il s’agit de réseaux stratégiques, soumis à férents matériels du réseau électrique.
des règles de surveillance de plus en plus stricte
dans le cadre de la lutte contre la cybercrimina- Globalement, les systèmes d’information actuels
lité. Ce volet est réalisé sous la supervision de datent des années 2000 et sont en évolution
l’Agence nationale de la sécurité des systèmes constante du fait de l’augmentation des données
d’information (ANSSI) et n’est pas détaillé dans à traiter (augmentation du nombre d’entités à
le SDDR. superviser) et des nouvelles possibilités d’analyse
100L’OSSATURE NUMÉRIQUE
4
et d’action en temps réel via la généralisation des uu les services de performance pour maintenir un
automates. haut niveau de qualité de l’électricité : il s’agit
de limiter l’impact d’un défaut électrique (proté
Aujourd’hui, les centres de dispatching s’appuient geabilité) grâce à des systèmes de protection
sur une représentation de l’état du réseau grâce permettant, en cas de défaut, une mise hors
au traitement de plus de 40 000 télémesures6 tension rapide et sélective des ouvrages et de
relevées toutes les 10 secondes et de plus de rétablir l’alimentation des consommateurs au
350 000 télésignalisations7 relevées à chaque plus vite en cas de coupure.
changement d’état des matériels (par exemple, uu les services d’optimisation, qui visent à maxi-
disjoncteur ouvert ou fermé). Cet échange massif miser le volume de production renouvelable
de données répond à des besoins de service de pouvant être accueilli sans modification de l’in-
nature différente : frastructure de réseau (voir chapitre 3) ou à
uu les services essentiels pour la sûreté et la sécu- gérer le renouvellement de manière plus per-
rité du système électrique : il s’agit notamment formante (voir chapitre 2) via la mise en œuvre
d’assurer l’observabilité et la commandabilité du d’une instrumentation numérique (capteurs ou
réseau en cas de blackout, afin : automates). Cette hybridation entre les tech-
•d’avoir une connaissance précise de l’état nologies électriques et numériques constitue
des groupes de production (notamment les une opportunité pour repenser l’exploitation
centrales nucléaires) pour maintenir l’alimen- du réseau de transport d’électricité, en faisant
tation de leurs services auxiliaires et, en cas appel à des solutions moins coûteuses et plus
de besoin, utiliser le réseau pour « renvoyer la flexibles permettant d’éviter le développement
tension » ; de nouvelles infrastructures.
• d’avoir une connaissance précise de l’état
du réseau et la capacité à le manœuvrer à Au cours des prochaines années, l’enjeu principal
distance afin de mettre en œuvre un plan consiste à achever la numérisation de certaines
de reconstitution du réseau et de réalimen- infrastructures, à compléter le maillage par des
ter le plus rapidement possible les zones de réseaux de télécommunication performants, et à
consommation. mettre en œuvre de nouvelles fonctionnalités.
6. La télémesure correspond à la transmission, depuis un appareil de mesure (transformateur de courant ou de tension) situé dans un poste électrique, de la
valeur d’une grandeur physique (courant ou tension) jusqu’aux outils de conduite du réseau.
7. La télésignalisation correspond à la transmission, depuis un appareil d’aiguillage (sectionneur ou disjoncteur) situé dans un poste électrique, d’un état (ouvert
ou fermé) jusqu’aux outils de conduite du réseau.
SCHÉMA DÉCENNAL DE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU I ÉDITION 2019 101Le projet « Postes Intelligents » : un démonstrateur
pour étudier la numérisation du réseau
Dans le cadre d’un consortium industriel8 par- Ce démonstrateur vise trois objectifs :
rainé par l’ADEME au titre du programme des 1.
La conception et la mise en œuvre d’une
investissements d’avenir, RTE a déployé plu- nouvelle architecture du contrôle commande
sieurs innovations technologiques sur deux d’un poste électrique et l’utilisation de nou-
postes électriques, pour démontrer en situa- veaux matériels à haute tension de mesure
tion d’exploitation l’apport du numérique. Les dits à interface numérique, le tout utilisant
postes retenus pour cette expérimentation sont la norme IEC 6185010 régissant les échanges
BLOCAUX et ALLEUX9, deux infrastructures du d’information entre les équipements élec-
réseau de transport contribuant à l’aiguillage triques intelligents.
des flux induits par la production éolienne, dont 2.
L’expérimentation de différents types de cap-
le rythme d’implantation est très soutenu sur ce teurs pour connaître l’état des équipements du
territoire. poste et mesurant les conditions d’environne-
ment (météorologie locale) pour réaliser une
Figure 4.2 Localisation de la zone de réseau environnant les démonstrateurs situés dans les postes
de BLOCAUX et ALLEUX
SORRUS
CAUDIÈRE
RUE
BRAILLY-CORNEHOTTE
ABBEVILLE
SAUCOURT
LE TREPORT
LIMEUX
VILLE-LE-MARCLET
BEAUCHAMPS
AIRAINES
ARGOEUVES
BOURBEL
BLOCAUX CROIXRAULT
AUMALE
FOUILLOY
NEUFCHATEL
Réseau 400 kV
ALLEUX
Réseau 225 kV
Réseau 90 kV
FORGE-LES-EAUX
8. Outre RTE, le consortium rassemble Enedis, GE Solutions Grids, NOKIA, SCHNEIDER Electric, NEELOGY.
9. Le poste de BLOCAUX, situé sur la commune de Gauville dans la Somme, en dessous d’Amiens, est un nœud électrique structurant de la zone puisque
raccordé d’une part au réseau 225 kV et d’autre part au réseau 20 kV du distributeur avec un échelon intermédiaire à 90 kV. De son côté, le poste de
ALLEUX, situé sur la commune de Grandvilliers également dans la Somme, est un poste 90 kV raccordé au réseau 20 kV du distributeur.
10. C ette norme définit un standard pour assurer l’« interopérabilité pour les applications de protection et de contrôle ».
102L’OSSATURE NUMÉRIQUE
4
surveillance en temps réel des matériels de Aujourd’hui, toutes les fonctions envisagées ini-
poste et des liaisons aériennes. tialement ne sont pas encore pleinement opéra-
3.
Une fois réalisés les deux objectifs précé- tionnelles. Pour autant, les enseignements ont
dents, l’utilisation des informations pour créer été nombreux et l’héritage du poste intelligent
de nouvelles fonctions de surveillance, voire est important sur le plan industriel puisque :
d’automatisme à effet local incluant plusieurs uu la solution R#Space, qui deviendra le nou-
postes électriques pour gérer la production veau standard interopérable de contrôle-
éolienne de la zone, génératrice de contrainte commande de RTE, est largement inspirée
sur le réseau de transport dans certaines des expérimentations réalisées avec les solu-
situations défavorables. tions interopérables du poste de BLOCAUX ;
uu le système de DLR 11 est en cours de déploie-
Engagés en 2013, ces démonstrateurs ont ment dans les zones de contraintes d’éva-
confirmé certains avantages de la numérisa- cuation d’éolien, bien que des analyses
tion : diminution des câblages en cuivre au pro- complémentaires au projet doivent être
fit de la fibre optique et réduction du nombre menées pour consolider les modélisations
de bâtiments intermédiaires de relayage. testées12 sur le démonstrateur de BLOCAUX ;
L’augmentation du nombre d’informations dis- uu les automates de supervision du réseau, qui
ponibles sur le fonctionnement des matériels et s’inspirent du concept d’automates de zone
l’architecture numérique retenue rendent pos- du démonstrateur de BLOCAUX, entrent dans
sible les télé-opérations de maintenance depuis un processus de conception et de qualifica-
le centre de maintenance de Lille minimisant les tion, via le projet NAZA13, pour définir une
déplacements. architecture industrielle robuste et générali-
sable sur toutes les zones de réseau forte-
La mise en œuvre opérationnelle a aussi fait ment sollicitées par la production d’EnR.
émerger des difficultés techniques telle que la
synchronisation des équipements entre eux Les démonstrateurs de BLOCAUX et ALLEUX ont
ou encore la représentation commune et pré- permis de gagner en maturité sur les techno-
cise des données échangées. Ces complications logies numériques. Ces démonstrateurs sont
sont autant d’écueils évités dans les extensions pérennes sur le réseau et conserveront leur
industrielles de ce projet, à savoir les postes de fonction de laboratoire numérique en environ-
nouvelles génération. Certaines fonctions avan- nement opérationnel. La stratégie d’hybridation
cées telles que les automates de zone se sont décrite dans ce chapitre vise à réussir le change-
révélées, sur le démonstrateur, plus complexes ment d’échelle pour ces solutions afin d’activer
à mettre en œuvre en situation réelle, avec une les différents leviers de gains économiques.
mise en service retardée malgré des résultats
concluant en phase de maquettage.
11. Dynamic Line Rating : estimation dynamique de l’ampacité (courant) d’un conducteur aérien
12. L’une fondée sur un capteur installé directement sur la ligne électrique, l’autre réalisée grâce à des stations météorologiques localisées judicieusement.
13. Nouveaux Automates de Zones Adaptatifs
SCHÉMA DÉCENNAL DE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU I ÉDITION 2019 1034.2 La cible fonctionnelle pour l’ossature
du réseau
Au cours des prochaines années, plusieurs pro- permettre par ce biais de réduire les investissements
grammes sont prévus pour renouveler l’ossature par rapport à un scénario tendanciel : il constitue
du réseau, traitée dans ce chapitre, et l’adapter à ainsi un prérequis à la politique de « dimensionne-
la transformation du mix électrique qui s’annonce. ment optimal » présentée au chapitre 3 et le support
de la nouvelle politique de gestion des actifs articu-
D’une part, certains dispositifs de contrôle-com- lée comme l’une des réponses au défi du « mur de
mandes deviennent obsolètes et devront être renouvellement » à l’horizon 2030.
renouvelés durant la période. Cette problématique
s’apparente à celle qui est présentée au chapitre 2 Ce « socle numérique » consiste en des évolutions
pour les liaisons, les pylônes et les postes. sur les contrôles-commandes, les liaisons télé-
coms, l’instrumentation des composants du réseau
D’autre part, l’accueil sur le réseau des nouvelles et les systèmes d’information (couche logicielle).
installations de production prévue par la PPE ou
le renouvellement du réseau électrique existant Dans cette partie, la cible fonctionnelle est présen-
peuvent être réalisés à moindre coût en s’appuyant tée, articulée autour de la cible de 2030 (la partie
sur un « socle numérique » plus étendu qu’au- suivante présente les aménagements proposés par
jourd’hui. Ce « socle numérique » doit autoriser un RTE pour la mener à l’horizon 2035).
meilleur contrôle des flux sur les lignes du réseau et
Figure 4.3 Ossature de contrôle-commande et télécommunications du réseau électrique
Aujourd’hui À la cible Couche
Couche
logicielle fonctionnelle logicielle
centralisée
centralisée
(SCADA nouvelle génération +
(SCADA)
« système expert »)
Lien télécom Lien télécom
Technologie : Technologie Couche zonale :
Fibre (41 %) de référence : automates
Cuivre (35 %) Contrôle- Fibre optique
de zone
Radio 3G/4G (17 %) Radio 4G/5G
commande au
CPL (courant Faisceaux
porteur ligne) (5 %) niveau local hertziens
Faisceau hertzien (2 %) Technologies : Statut :
•R elais électromécaniques (15 %)
Statut : privé (73 %), Contrôle-
Privé (57 %) • Cartes électroniques (47 %) opéré (27 %)
• Numérique (38 %)
commande au
Opéré (43 %) niveau local
Instrumentation Technologies :
•R elais électromécaniques (0 %)
des matériels
• Cartes électroniques (0 %)
(monitoring) • Numérique (100 %)
104L’OSSATURE NUMÉRIQUE
4
Enjeux pour le contrôle- 100 M€/an, les budgets de renouvellement se mon-
commande : 1 - Renouveler teront à environ 150 M€/an sur 2021-2030 puis
les composants obsolescents devraient diminuer progressivement de manière à
dans les postes électriques se caler à 120 M€/an après 2030.
Les dispositifs de contrôle-commande déployés à À l’occasion des renouvellements des contrôles-
partir des années 1970 sont vieillissants et s’ap- commandes, les paliers techniques les plus
puient sur des technologies devenues obsolètes récents peuvent être déployés. Ces paliers sont
(relais électromécaniques) qui en limitent les fonc- compatibles avec les exigences du nouveau
tionnalités. En particulier, ces systèmes n’étant ni « socle numérique ». À partir de 2022, la solution
surveillés ni redondés, leur rôle de protection pour R#Space14 dotera les postes de nouvelle généra-
le système en cas de défaut électrique n’est pas tion d’une architecture totalement numérique et
garanti. Par ailleurs, ils n’offrent pas les possibilités interopérable afin de favoriser la configuration et
de maintenance à distance rendues possibles par l’évolution des fonctions et des automatismes sur
les technologies numériques. le système électrique.
La pyramide des âges des paliers de contrôle-com- Avec ce nouveau palier technologique, les évolu-
mandes installés est à cet égard très éclairante et tions fonctionnelles doivent être facilitées et les
permet de documenter le vieillissement « méca- dispositifs d’action et de surveillance pourront être
nique » de ces composants ainsi que l’importance adaptés à l’état du système électrique dans la zone
de l’effort de renouvellement à y consacrer. de surveillance, en tenant compte par exemple, de
l’intermittence des flux liées à l’essor des énergies
À compter de 2020, un effort accru de renouvelle- renouvelables, ou des problématiques propres aux
ment des composants obsolescents sera à l’ordre consommateurs industriels de la zone. Ces nouveaux
du jour. Cet effort se traduira par une augmenta- paliers permettent de réduire le temps d’indisponi-
tion de 50 M€/an des budgets qui y sont consacrés. bilité des équipements, en minimisant les déplace-
Ainsi, par rapport à une rythme tendanciel d’environ ments et en favorisant les conditions de sécurité.
Figure 4.4 Pyramide des âges des paliers de contrôle commande installés par poste électrique
160
140
Nombre de dispositifs
120
100
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53
Âge du dispositif
Électromécanique Statique Numérique
14. RTE # Smart Protection and Automation Control Ecosystem – https://www.rte-france.com/fr/article/rspace
SCHÉMA DÉCENNAL DE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU I ÉDITION 2019 105Figure 4.5 Carte des postes électriques équipés de contrôle-commande numérique en 2019 et à la cible
2019 à la cible
Technologie
non numérique
Technologie
numérique
R#SPACE
2 – Anticiper le renouvellement afin Compte tenu du rythme soutenu de développement
d’optimiser le réseau pour l’insertion des EnR variables dans les différents scénarios, une
des énergies renouvelables hypothèse de déploiement très rapide a initiale-
ment été retenue par RTE. Cette cible, développée
Le remplacement « tendanciel » des contrôles-com- en 2015, consiste à prévoir une numérisation de
mandes conduirait à avoir doté tous les postes l’ensemble des systèmes de contrôle-commande
d’une technologie numérique à l’horizon 2045. Cet d’ici 2030. Le coût de cette stratégie d’anticipation
horizon est trop tardif par rapport aux échéances a été évalué à environ 80 M€ par an sur la période
de déploiement de la cible fonctionnelle, et notam- 2021-2030.
ment très largement postérieur aux jalons clés
pour les enjeux de renouvellement (avec le « mur » Le travail plus approfondi de confrontation des
de 2030) et le développement des EnR. études AMDEC15 et d’analyse des trajectoires de
développement des énergies renouvelables, mené
Il est donc prévu d’anticiper le renouvellement conjointement à l’élaboration du SDDR, conduit à
de certains dispositifs de contrôle-commande revoir cet objectif et à repousser l’objectif de bas-
afin de basculer plus rapidement vers les paliers cule de la totalité des contrôles commandes en
numériques. numérique à l’horizon 2035.
15. A
nalyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité : méthode d’évaluation des conséquences de divers évènements (aléas, défaillances)
sur le fonctionnement d’un équipement et de l’impact sur le système auquel il appartient.
106L’OSSATURE NUMÉRIQUE
4
Les deux systèmes de contrôle commande :
Smart Electre et R#SPACE
Smart Electre et R#SPACE sont deux solu- Dans le contexte d’un avenir de plus en
tions contrôle-commande numérique avec des plus incertain, l’infrastructure haute-tension
apports fonctionnels différents, bien qu’elles nécessite une plus grande flexibilité dans
satisfassent toutes les deux aux fonctions son fonctionnement. En s’appuyant sur le
essentielles d’un système contrôle-com- retour d’expérience des anciens paliers et
mande : protéger – surveiller – commander. sur les réussites du démonstrateur du Poste
Intelligent de Blocaux, RTE met au point un
Le palier Smart Electre sera disponible, nouveau système de contrôle commande
pour tout type de poste, à partir de 2019. 100 % numérique, ouvert, interopérable et
Ses apports fonctionnels complémentaires sûr, socle des postes de nouvelle génération :
concernent principalement la maintenance R#SPACE.
par l’accroissement de la supervision et des
interventions à distance qui permettent de R#SPACE sera disponible pour les postes les
réduire le temps d’indisponibilité des équi- plus simples à partir de 2023 et les plus com-
pements (gains sur les phases de diagnostic, plexes à partir de 2026. Cette solution palliera
de première intervention voire de relance des les deux principales limites du palier Electre
équipements), de faciliter le déploiement de (dont Smart Electre) en proposant :
correctifs ou d’évolutions de leur configu- uu une numérisation intégrale, inspirée du
ration. Ces télé-interventions réduisant les poste intelligent, permettant le partage de
déplacements et le nombre d’intervenants toutes les données à l’ensemble des fonc-
nécessaires, favorisent de fait les délais tions (une donnée pour plusieurs usages)
de retour à la normale et les conditions de uu un modèle de données, maîtrisé par RTE,
sécurité. selon la norme IEC 61-850. RTE est alors
l’intégrateur fonctionnel du système,
Au-delà des apports fonctionnels, cette solu- même si le modèle de données peut être
tion de transition, a été conçue dans l’ob- partagé et enrichi par d’autres.
jectif de réduire le coût de son déploiement
(séparation des coûts de développement/qua- R#SPACE permettra d’intégrer, de manière
lification des coûts du déploiement, assiette plus rapide et adaptée (en volume, en consis-
concurrentielle élargie, jeux de spécifications tance et en coûts) de nouvelles fonctions
uniques, méthodes d’installation innovantes). (support de plus de flexibilité) comme les
Par ailleurs, cette solution présente les incon- automates, de nouveaux matériels haute ten-
vénients d’une numérisation partielle et d’un sion et d’acquérir un nombre croissant d’infor-
système numérique toujours propriété du mations sur l’état des ouvrages.
fournisseur. Ceci limite fortement l’évolutivité
de Smart Electre car chaque nouvelle fonction R#SPACE s’inscrit pleinement comme un
doit être spécifiée, étudiée, développée, qua- des projets pivot de transformation de l’outil
lifiée autant de fois que de fournisseurs (4) ce industriel aux enjeux des transitions énergé-
qui nécessite des délais de plusieurs années, tique et environnementale permettant de tirer
renchérit le coût de son déploiement compre- plus de profit de l’infrastructure électrique
nant souvent des travaux de câblage. grâce aux apports de fonctions numériques.
SCHÉMA DÉCENNAL DE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU I ÉDITION 2019 107Enjeux pour le réseau de Figure 4.6 Chemins optiques déployés sur le territoire
télécommunication : 1 – assurer au 31 décembre 2018
les services fondamentaux de
sûreté du système électrique en
cas de blackout, 2 – maintenir
la performance et la qualité de
l’électricité, 3 – optimiser le réseau
existant pour les nouveaux usages
La cible fonctionnelle repose, pour ce qui concerne
les liens télécoms, sur l’utilisation de solutions
privées et de solutions opérées. Les arbitrages
entre ces types de solutions, ou les technologies
utilisées pour ces liaisons de télécommunications,
demeurent en revanche des points pour lesquels
les orientations présentées dans le SDDR pourront
être réinterrogées en fonction de la compétitivité
relative des différentes solutions.
Sur le fond, les services fondamentaux assurés
par l’intrastructure de télécommunication doivent
couvrir des besoins spécifiques en matière de rési-
lience et de latence, tels que la continuité d’alimen-
tation, en particulier en cas de blackout (sûreté du
système et contribution à la sûreté nucléaire) ou le nécessaire pour réaliser ce renvoi de tension. La
fonctionnement des systèmes de protection (sécu- cible fonctionnelle repose sur des liaisons pri-
rité des biens et des personnes). vées pour cette fonction.
Les services offerts par les liens de télécommuni- 2.
Garantir l’observabilité et la conduite du
cations peuvent être regroupés selon leur finalité. réseau en cas de blackout électrique : en
cas de blackout électrique, aucun opérateur
1. Contribuer à la sûreté nucléaire en cas de télécom ne garantit la résilience de ses réseaux
blackout électrique : en cas de rupture d’ali- et la continuité d’alimentation. Dans le cas du
mentation (résultant par exemple d’un aléa système électrique, l’impossibilité de pouvoir
climatique exceptionnel comme une tempête) utiliser les liens permettant de collecter les infor-
ou de blackout, des exigences spécifiques sont mations sur l’état des composants du réseau
fixées dans le référentiel de sûreté des cen- constituerait un événement dont les consé-
trales nucléaires. Il est ainsi prévu que, même quences ne sont pas acceptables en matière
privées d’une source externe d’alimentation de gestion du risque. L’absence d’information
de leurs auxiliaires de sûreté, les centrales sur l’état du réseau et des groupes de produc-
puissent fonctionner de manière ilotée ou en tion, l’impossibilité de manœuvrer à distance le
utilisant leurs moyens de secours internes. Un réseau de transport ralentirait considérablement
troisième niveau de protection est assuré par le la mise en œuvre du plan de sauvegarde, per-
réseau : une procédure spécifique prévoit que la turbant la réalimentation progressive des sites
tension puisse être rétablie par l’intermédiaire nucléaires et in fine des plus grosses zones de
d’un renvoi de tension depuis un groupe de pro- consommation. Il est dès lors nécessaire de pré-
duction disposant de la capacité de démarrer voir des niveaux de redondance, ou d’astreindre
sans tension à ses bornes (groupe hydraulique l’infrastructure de télécommunications à des
ou turbine à combustion). Une liaison télécom exigences précises.
apte à fonctionner en situation de blackout est
108L’OSSATURE NUMÉRIQUE
4
Ces services s’appuient depuis de nombreuses 4. Servir de support au « socle numérique »
années sur une infrastructure privée de télécom- Enfin, l’infrastructure de télécommunication est
munication, qui offre une meilleure garantie pour le support de services d’optimisation indispen-
les fonctions d’observabilité et de commandabilité sables au « socle numérique ». Celui-ci permet :
dans ces situations critiques. Pour ces différents uuune réduction des dépenses d’adaptation du
services, la cible fonctionnelle est basée sur un réseau pour accueillir plus de 85 GW16 d’EnR
réseau privé dont l’alimentation électrique est sur la période 2021-2030 ;
assurée par les auxiliaires secourus des postes uuune modération des besoins de renouvelle-
électriques, sur une technologie fibre optique, et ment du réseau en tirant parti d’une gestion
sur une maîtrise des composants et des fournis- patrimoniale des actifs.
seurs en lien avec les exigences fixées dans la loi
de programmation militaire. Cette performance est conditionnée par le déploie-
ment d’un nombre important de nouvelles solutions
3.
Maintenir la performance du réseau élec- technologiques pour superviser et agir sur l’état du
trique et la qualité d’électricité : les ouvrages réseau en temps réel (DLR, automates…). Celles-ci
de RTE disposent de systèmes de protection, doivent bénéficier d’infrastructures de communica-
afin de garantir la sécurité des biens et des per- tion adaptées, avec des temps d’intervention dans
sonnes, permettant en cas de défaut une mise un délai de quelques secondes.
hors tension rapide et sélective des ouvrages.
Les délais de transmission requis sont compris S’agissant de cette catégorie, la cible fonctionnelle
entre 4 et 10 millisecondes pour ces système de n’est pas prescriptive quant à la nature de l’in-
protections et de téléaction, alors que les stan- frastructure (privée ou opérée) ou à la technologie
dards des opérateurs télécom sont de l’ordre utilisée (la fibre est considérée comme le meilleur
de 50 à 100 millisecondes. Ces performances moyen de rendre le service à courte échéance, mais
du réseau de télécommunication sont indispen- ceci ne vaudra pas forcément à l’horizon 2030).
sables pour la qualité de l’électricité, notamment Les solutions retenues sont les moins coûteuses, à
pour rétablir l’alimentation des consommateurs niveau de service fixé.
au plus vite en cas de coupure.
Le volume associé à cette quatrième finalité
Cette finalité est aujourd’hui assurée par un opé- demeure à préciser de manière fine.
rateur de téléphonie et donc par une infrastructure
opérée. Au vu du faible intérêt manifesté par les Pour l’ensemble des différentes finalités, l’atteinte
opérateurs privés dont les services se concentrent intégrale de la cible fonctionnelle par la technologie
sur les besoins grand public et afin d’accroître la fibre et sous la forme d’une infrastructure privée
maîtrise des délais de maintenance, la qualité et conduirait à un investissement de près de 90 M€
l’évolutivité de ces services, l’orientation privi- par an pendant 10 ans, pour le raccordement de
légiée consiste, à ce jour, à retenir une solution 1 700 nouveaux sites. Ce chiffre est néanmoins
privée, sauf à ce que le service puisse être opéré très indicatif, dans la mesure où d’autres évolu-
par un tiers à des conditions plus compétitives. La tions technologiques pourraient être intégrées à
cible fonctionnelle privilégie la fibre optique, mais ce déploiement, notamment avec l’émergence de
d’autres technologies sont envisageables, notam- la 5G17, en fonction de sa maturité technique et
ment à l’horizon 2030. économique.
16. Objectifs hauts du projet de PPE concernant le PV et l’éolien (offshore et terrestre) à l’horizon 2028.
17. 5e génération des standards de téléphonie mobile, promettant des débits adaptés aux services traitant de grosses quantités de données (imagerie en trois
dimensions voire holographique, Internet des objets, intelligence artificielle…).
SCHÉMA DÉCENNAL DE DÉVELOPPEMENT DU RÉSEAU I ÉDITION 2019 109Vous pouvez aussi lire
