Wattlas : un démonstrateur pour visualiser la consommation et la production d'énergie sur le territoire français
Publié le 19 janvier 2023
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Flambée des prix, pénurie redoutée, la question de l’énergie fait l’actualité depuis le début de la Guerre en Ukraine, et met en péril de nombreuses entreprises de toute taille en France. En ces temps troublés, avoir à disposition des outils d’aide à la décision clairs et fiables devient capital. Au sein d’OpenStudio, notre équipe dédiée à la Recherche & Développement a élaboré le démonstrateur Wattlas, qui permet de visualiser la production face à la consommation de l’ensemble des sources d’énergie disponibles sur un territoire donné. Pour le moment, ce démonstrateur est une preuve de savoir-faire que nous souhaiterions voir évoluer vers un outil fonctionnel.
Un contexte de crise énergétique très inquiétant
La fulgurante montée des prix de l’énergie
Plus que jamais d’actualité, la crise énergétique découlant de la guerre en Ukraine, a des conséquences calamiteuses sur toutes les entreprises qui doivent faire face à l’envolée des prix du gaz et de l’électricité. En France, des usines ont fermé leurs portes pour éviter de produire à perte. C’est le cas notamment du groupe agroalimentaire Cofigeo (William Saurin, Garbit, Panzani…) qui a stoppé sa production sur quatre de ses sites français, mettant au chômage partiel 200 salariés sur tout le mois de janvier 2023. Avec des factures d’électricité multipliées par 10, passant de 4 à 40 millions d’euros, qui s’ajoutent à la hausse des prix des matières premières, Cofigeo a pris la décision radicale d’arrêter les machines pour un temps afin de gérer la crise.1
Pour aider les entreprises à supporter les surcoûts liés à l’augmentation des prix de l’énergie, l’Etat a décidé de prolonger jusqu’à la fin de l’année 2023 un dispositif d’aides financières sous conditions d’éligibilité.2 Une aide financière qui s’accompagne d’un Plan de sobriété énergétique, qui a pour objectif de faire baisser les dépenses énergétiques à tous les niveaux, des entreprises aux collectivités en passant par les habitations. Pour la Première Ministre française, Elisabeth Borne : « C’est une réponse pour l’urgence et un rempart contre des mesures plus contraignantes, bien sûr. Mais, plus largement, la sobriété est une nouvelle manière de penser et d’agir, qui sera une des clés de notre transition écologique et de notre souveraineté énergétique. »3 En effet, si les prix montent à ce point c’est que le risque de pénurie énergétique reste une réalité à ne pas mettre de côté.
Pénurie énergétique : le risque est-il totalement écarté ?
Les menaces de coupures d’électricité annoncées par le gouvernement en fin d’année 2022 semblent s’éloigner d’après les dernières annonces du gestionnaire du réseau de haute et très haute tension RTE : « Sous réserve du maintien des efforts d’économies d’énergie, ces évolutions favorables permettent de réduire le risque pour la sécurité d’approvisionnement par rapport à l’anticipation de ces derniers mois, en particulier pour le mois de janvier […] sans pouvoir l’exclure en cas de conditions météorologiques très défavorables ».4 En effet grâce aux efforts de réduction de la facture énergétique consentie par la population et un début d’hiver aux températures globalement clémentes, le blackout redoutée n’aura finalement pas lieu. Mais la situation reste préoccupante, et quid de nos besoins énergétiques sur le long terme ?5
Qu’est-ce que le démonstrateur Wattlas ?
C’est dans cette actualité complexe, qu’OpenStudio a répondu à un besoin émis lors d’un colloque, par les principaux distributeurs d’énergie en région Auvergne Rhône-Alpes qui souhaitaient avoir une vision claire de l’état de la production d’énergie sur leur territoire. Nous avons donc mis notre expertise sur le traitement de la donnée et la datavisualisation pour concevoir un démonstrateur baptisé Wattlas. L’objectif de ce démonstrateur était de permettre une visualisation de la production d’énergie toutes sources confondues, sur un territoire donné et pouvoir la comparer à l’état de la consommation d’énergie sur ce même territoire. L’utilité de cet outil est très simple à comprendre, il s’agit de savoir si les besoins en terme de consommation sont couverts par la production existante, et si ce n’est pas le cas quel est le différentiel.
Des parties-prenantes, comme des entreprises, pourraient grâce à Wattlas savoir si elles peuvent envisager de s’étendre ou de créer une nouvelle ligne de production sur un territoire donné. Un accroissement de l’activité va forcément engendrer une plus grande consommation énergétique en ayant une visualisation « de la disponibilité en énergie » sur leur territoire à des mailles plus ou moins fines, ces entreprises auraient plus de facilité à entrer en discussion avec les distributeurs d’énergie. Si elles savent que la consommation actuelle est bien en dessous de la production d’énergie, les entreprises auront une marge de manœuvre pour réaliser leurs projets impliquant une augmentation de leur besoin en énergie. En revanche, si la situation est déjà tendue, elles pourront rebondir en différant ou en localisant ailleurs leur projet d’agrandissement.
L’autre grand intérêt de ce démonstrateur Wattlas serait d’avoir une idée des principales sources de productions énergétiques disponibles, ce qui leur permettrait de réfléchir à un mix énergétique plus avantageux.
Qui sont les acteurs du secteur énergétique : producteur, fournisseur et distributeur d’énergie ?
Les producteurs
Premier maillon de la chaîne, les producteurs d’électricité sont les exploitants des centrales qui produisent tous les types d’énergies, qu’elles soient renouvelables (éoliennes, photovoltaïques, hydrauliques) ou non (nucléaires et thermiques). Ce sont les producteurs qui vendent l’électricité et le gaz aux fournisseurs.
Les Fournisseurs
Les fournisseurs sont les intermédiaires entre les producteurs et les consommateurs finaux de gaz et d’électricité (bien que fournisseur et producteur peuvent parfois faire partie de la même entité). C’est avec le fournisseur que le consommateur signe son contrat d’électricité ou de gaz, c’est donc le fournisseur qui facture la consommation d’énergie.
Les Distributeurs
Les distributeurs sont chargés de gérer les réseaux de gaz et d’électricité et de les répartir entre les communes et les habitations. Ils travaillent pour les fournisseurs, et sont aussi missionnés pour entretenir et déployer les réseaux de distribution d’énergie en veillant à garder un haut niveau de sécurité.
Pour concevoir cet outil nous voulions avoir des données complètes sur toutes les sources d’énergie, et cette exhaustivité n’était possible qu’avec les données recueillies sur 2019, c’est pourquoi à l’heure à l’actuelle le démonstrateur montre l’état de la production et de la consommation énergétique uniquement pour cette année-là.
Il a aussi fallu trouver la granularité pour agréger les sources de données elles-mêmes. Nous avons donc travaillé sur les données pour atteindre différents niveaux de précision, autrement dit un maillage sur plusieurs types de territoires : région, département, territoire d’industrie, Établissement public de coopération intercommunale (EPCI), commune, etc…
Lorsqu’il nous manquait des éléments (la culture du secret est très présente notamment sur les données liées au nucléaire ou à des entreprises stratégiques qui ne libèrent pas de la donnée facilement), nous avons réussi à reconstituer cette donnée incomplète en agrégeant d’autres informations. Ce traitement de la donnée nous a ainsi permis d’obtenir des résultats fiables et complets.
Évidemment, l’objectif serait d’avoir un outil qui permette d’afficher production et consommation d’énergie avec des données récentes. Ce démonstrateur, traitant des données de 2019, est une preuve de notre savoir-faire qui nous permet de montrer aux acteurs du secteur de l’énergie notre capacité à concevoir ce type d’outils, si ces derniers nous mettaient leurs données à disposition. Nous avons déjà fait une démonstration de l’outil Wattlas à des distributeurs d’énergie qui seraient prêts à faire alliance entre eux pour fournir des données et les mettre en commun, ce qui offre des perspectives intéressantes pour l’évolution de ce projet.
La Datavisualisation
Une fois les données triées, analysées, reconstituées, agglomérées, etc, il faut ensuite pouvoir les visualiser avec clarté. La visualisation de données nommée aussi datavisualisation ou encore dataviz, est la représentation visuelle de ces données à travers des courbes, tableaux, graphiques, cartographies, afin qu’elles soient compréhensibles par tout le monde. Concernant le cas précis de Wattlas, la difficulté pour réaliser une datavisualisation lisible résidait dans l’hétérogénéité des sources de données et leurs fréquences de publication différentes. Il nous a donc été nécessaire de recaler nos données pour quelles puissent se baser sur un référentiel temps commun.
Nous avons ensuite été confrontés à des problèmes de mesures, les données ne sont pas toujours mesurées sur la même unité, ce qui nous a obligé à faire une harmonisation très complexe. Pour résoudre ces problématiques de représentation de ces différents niveaux d’énergie consommée ou produite, notre équipe s’est inspirée de ce qui a été fait au niveau de la toile énergétique sur la zone Flandre-Dunkerque6 qui affiche les flux d’énergie entre différents acteurs économiques de la région. Nous avons ainsi effectué un travail de dataviz très conséquent – avec l’aide de l’intelligence artificielle – afin de mettre en cohérence toutes ces données.
Tout l’art de ce type d’outil est d’avoir une interface la plus simple et ergonomique possible qui ne laisse en rien soupçonner la complexité de la technique qui se cache derrière.