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Comment les réseaux électriques peuvent-ils bénéficier de la technologie de jumelage numérique ?

Jérôme Fournier 23 oct. 2020

De plus en plus d'entreprises se tournent vers la technologie du "jumeau numérique" à la recherche de valeur. Mais qu'est-ce qu'un "jumeau numérique" exactement ? Et comment cette technologie peut-elle aider les compagnies d'électricité à tirer le meilleur parti de leurs investissements ?

Un réseau électrique est l'illustration parfaite d'un système complexe. Les réseaux comprennent un grand nombre d'éléments qui, bien qu'indépendants, sont aussi fortement interconnectés. De plus, les réseaux sont dynamiques : leur topologie change constamment en fonction des nouvelles sources de production, des congestions et des pannes.

L'essor des réseaux intelligents, qui permettent des flux bidirectionnels d'électricité et de données, ajoute encore à la complexité.

Pour gérer tout cela, un outil de simulation de la complexité - un "jumeau numérique" - est nécessaire pour mieux comprendre l'interaction entre les éléments du réseau et pour prendre de meilleures décisions.

Les défis du réseau

Tous les acteurs impliqués dans la transition énergétique, y compris les gestionnaires de réseaux de distribution et de transport, sont soumis à une pression croissante pour hiérarchiser leurs investissements. Mais décider où, quand et combien investir est une tâche de plus en plus complexe.

Tout d'abord, il faut relever le défi de faire face aux nouveaux modèles de demande d'électricité et à l'augmentation de la production d'énergie renouvelable. Tout cela augmente la pression sur les infrastructures de réseau existantes.

Ensuite, il faut tenir compte des objectifs des multiples parties prenantes. Les régulateurs, les clients, les investisseurs, les employés et les communautés ont tous des besoins différents. Tous doivent être soigneusement équilibrés.

Le vieillissement des actifs et l'importance croissante accordée au risque ajoutent encore à la complexité.

 

“ Beaucoup de réseaux électriques dans les pays développés ont été construits dans la première moitié du 20e siècle. Cela signifie qu'une grande partie des actifs approchent de la fin de leur durée de vie physique prévue. ”

David Mercereau

Cabinet de spécialistes de l'énergie ENEA Consulting

Parallèlement à cela, l'accent est mis de plus en plus sur la gestion active des risques. Ce sujet est un domaine d'intérêt croissant pour les régulateurs, les investisseurs et la communauté au sens large.

"Il ne s'agit pas seulement de la fiabilité de l'approvisionnement, mais aussi de la sécurité et de la réputation. Par exemple, le changement climatique peut en fait accroître l'exposition au risque pour de nombreuses compagnies d'électricité", souligne M. Mercereau.

En bref, les compagnies d'électricité sont confrontées à une véritable tempête de nouvelles demandes, d'actifs vieillissants et de besoins complexes en matière de gestion des risques. Comment les compagnies d'électricité peuvent-elles prioriser leurs investissements afin d'obtenir le meilleur impact - et la meilleure valeur - possible ?

Trouver le bon équilibre

La première étape consiste à identifier les besoins des différentes parties prenantes. Les investisseurs, par exemple, veulent un meilleur rendement des actifs. Les employés et les communautés accordent une grande importance à la sécurité. Les clients, quant à eux, veulent des services et une énergie fiables à un prix raisonnable.

“ Vous devez savoir quelle valeur vous voulez offrir et ce que vos parties prenantes attendent de vous. Dans certains cas, les valeurs sont contradictoires. Nous devons donc développer un cadre de valeurs pour rendre les valeurs directement comparables les unes avec les autres. ”

Bram Alkema

Spécialiste de la gestion des actifs chez Nexans

Dans les systèmes industriels complexes - les réseaux électriques en sont un exemple - les actifs physiques sont le principal facteur de valeur (et de risque). L'étape suivante consiste donc à calculer comment les actifs contribuent aux valeurs identifiées.

"Si vous êtes en mesure de prévoir la performance de vos actifs, vous pouvez investir dans des actifs nouveaux ou de remplacement avec une plus grande précision - et vous pouvez mieux les entretenir", explique M. Alkema.

Pour atteindre ces objectifs, vous avez besoin de données, de bons modèles et d'une technologie de simulation pour prévoir les performances des actifs et des systèmes pour les années à venir. C'est là qu'intervient la technologie du "jumeau numérique".

Jumeaux numériques d'entreprise

En termes simples, un jumeau numérique est une version numérique d'un bien du monde réel. La capacité à modéliser un seul actif a une valeur évidente. Mais que se passerait-il si vous pouviez créer un modèle de l'ensemble de votre entreprise et de tous ses actifs et interactions ? Grâce au développement des jumeaux numériques d'entreprise, c'est désormais possible.

“ Les jumeaux numériques d'entreprise sont la crème de la crème. Vous pouvez modéliser l'ensemble de votre organisation, y compris tous vos actifs, vos processus, vos sources de données hétérogènes et vos multiples contraintes commerciales - physiques, humaines et financières. ”

Maxime Le Pendeven

Spécialiste des logiciels de simulation Cosmo Tech

Développé conjointement par Nexans et Cosmo Tech, Asset Electrical est une solution numérique d'entreprise jumelle dédiée à l'optimisation des tactiques et stratégies de gestion des actifs pour les services publics d'électricité.

La solution simule l'évolution dynamique de l'ensemble du système avec une simulation opérationnelle en temps réel. Cela permet aux services publics d'analyser la cause profonde des problèmes, d'identifier les causes entre les différents événements, de peser tous les risques et d'optimiser les processus et les indicateurs clés de performance.

"Asset Electrical prend en compte 100 % des actifs des services publics, y compris leurs interactions et leurs sous-composants, avec une échelle de temps hautement personnalisable", explique M. Le Pendeven. "Et c'est la seule solution sur le marché qui permet aux services publics de simuler un nombre illimité de scénarios d'hypothèses et d'optimisations du mode opératoire - y compris les décisions opérationnelles, tactiques et stratégiques".

En plus d'aider les services publics à prendre de meilleures décisions, Asset Electrical assure la transparence. Cela est essentiel pour les parties prenantes, qui s'attendent de plus en plus à voir la justification des décisions d'investissement.

Les données sont la clé de l'optimisation des investissements. Les services publics d'aujourd'hui sont inondés de données et les actifs modernes sont de plus en plus instrumentés, ce qui facilite plus que jamais la collecte de données de haute qualité en temps réel. En bref, les données créent des opportunités pour les services publics. Mais qu'en est-il des actifs plus anciens qui ne peuvent pas être facilement instrumentés ?

"Les services publics ont souvent des actifs qui peuvent avoir entre 50 et 80 ans, donc vous n'avez pas toujours des données comparables pour chaque actif", note Alkema. "Mais il est toujours possible d'utiliser le modèle avec des données moins granulaires pour générer des solutions".

Asset Electrical offre des avantages avérés aux compagnies d'électricité. Parmi ces avantages, on compte des économies de plus de 10 % des dépenses totales et un rendement accru des actifs de plus de 20 %. "D'après ce que nous avons vu, la gestion des actifs est l'un des domaines où les gains les plus importants peuvent être réalisés avec le moins d'efforts", conclut M. Mercereau.

+ 10 %

D'économies sur les dépenses totales des compagnies d'électricité

+ 20 %

De rendement des actifs des compagnies d'électricité

About the author

Jérôme Fournier

Jérôme Fournier a été nommé Corporate Vice President Innovation, Services & Croissance au 1er janvier 2019. Il est de nationalité Française et sera basé à Lyon. Jérôme a intégré Alcatel Câbles en 1997 au sein de la division Métallurgie. Il a dirigé la R&D de Nexans de 2007 à 2011 avant de rejoindre le Groupe Michelin où il a occupé différentes fonctions de Directeur R&D de 2011 à 2018.

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