Un nouvel outil de flexibilité pour la gestion du réseau électrique en temps réel avec Voltalis

Voltalis est né en 2006. L’entreprise a développé une solution d’effacement diffus : un boîtier est installé chez le consommateur final équipé d’une production d’ECS électrique par accumulation et de chauffage électrique par effet Joule (radiateurs, radiants, …). A la demande du gestionnaire du réseau, Voltalis peut éteindre ces appareils à distance pendant quelques secondes.

 Gérer le réseau électrique en temps réel

Il a fallu longtemps pour convaincre. Ce n’est qu’en mars 2020 que RTE (Réseau de transport d’électricité) – la filiale d’EDF qui gère le réseau de transport d’électricité – a certifié Voltalis en tant qu’agrégateur d’effacement de consommation d’électricité chez les particuliers, pour participer à l’équilibrage du système électrique en temps réel via le réglage primaire de la fréquence.

En pilotant le chauffage électrique de 10 729 logements dans cette opération avec RTE, Voltalis peut moduler leur consommation d’électricité pour assurer l’équilibre entre la production et la consommation d’électricité en quelques secondes.

Jusqu’à présent, le réglage en temps réel de l’équilibre entre la production et la consommation, appelé "réglage primaire de la fréquence", était généralement permis par l’augmentation de la production, bien souvent issue de moyens carbonés (fioul, gaz…), par l’effacement de fortes puissances chez des industriels, par exemple, ou encore par l’augmentation des importations.

Voltalis propose une nouvelle alternative, plus verte et tout aussi efficace : diminuer la demande au moment où le réseau en a besoin, en pilotant la consommation de dizaines de milliers d’appareils de chauffage et de production d’ECS électriques. Avec ce Certificat d'Aptitude pour 10 729 sites délivré par RTE, Voltalis devient le premier agrégateur d’effacements de particuliers (ou « effacements diffus ») à pouvoir contribuer au réglage primaire de la fréquence et peut désormais proposer ses services aux opérateurs de réseaux français, allemands, belges, autrichiens, néerlandais et suisses.

L’effacement diffus

Voltalis pratique l’effacement diffus, c’est-à-dire l’agrégation de petits effacements unitaires de consommation d’électricité, réalisés au même moment chez des particuliers ou des professionnels, tant que leur puissance souscrite demeure inférieure à 36 kVA. Pour répondre aux fortes exigences du réglage de la fréquence, Voltalis a développé des algorithmes uniques, assurant plus de flexibilité au réseau.

Grâce au pilotage du chauffage et de la production d’ECS électriques, Voltalis peut adapter la demande d’électricité en temps réel et ainsi suivre la fréquence du réseau, qui varie en continu. Les logiciels embarqués dans les boîtiers Voltalis installés sur les sites certifiés ont été mis à jour à distance, pour être en mesure de collecter des données toutes les deux secondes (contre 10 minutes pour les autres marchés de l’électricité). Au final, Voltalis offre une capacité exceptionnelle de réaction de moins de quatre secondes, alors que les règles de marché demandent aux centrales de production une réactivité de 30 secondes.

Aujourd’hui, selon Mathieu Bineau, le fondateur de Voltalis, l’entreprise a équipé 150 000 logements. Ce qui, selon l’heure et la météo, représente une puissance effaçable de 100 à 200 MW. D’ici 3 ans, Voltalis compte équiper 500 000 logements de plus. En France, le potentiel est important, puisque 9 millions de logements sont chauffés à l’électricité.

Pour l’instant, Voltalis demeure le seul opérateur d’effacement diffus certifié par RTE. D’autres ont tenté l’aventure. Ijenko a disparu en 2020. Actily s’est recentré sur son activité d’opérateur de réseaux LoRaWAN. Edelia a été fusionné avec Netseenergy pour devenir Datanumia, une filiale d’EDF qui développe des solutions numériques pour suivre, optimiser et piloter les consommations énergétiques et l'empreinte carbone, dans l'habitat individuel ou collectif, les bâtiments tertiaires et les industries.

Pour l’instant, Voltalis pratique l’effacement diffus à l’échelle nationale. Mais, naturellement, Enedis aimerait beaucoup pouvoir actionner ce service de manière concentrée à l’échelle locale, lorsque ça devient nécessaire. Ce n’est pas encore possible.

Comment ça marche ?

Voltalis installe chez le client final deux boîtiers connectés, mais autonomes. Ils ont seulement besoin d’une alimentation électrique.

Le boîtier BluePod Modulator de Voltalis communique en aval par un réseau sans fil ZigBee jusqu’à boîtiers raccordés au très vieux protocole « Fil pilote » qui commande chaque radiateur électrique. Lorsque, par extraordinaire, le radiateur électrique ne communique pas en fil pilote, mais également pour les chauffe-eau électriques, Voltalis installe un contact sec communicant en ZigBee avec son BluePod Modulator. Celui-ci communique en amont, toujours sans fil, avec le boîtier principal Voltalis BluePod. © Voltalis

Le boîtier principal communique en amont en réseau 2G ou 4G. Pour l’avenir, Voltalis étudie une communication en LTE-M, une extension du réseau 4G/LTE dont nous vous avons parlé dès avril 2021. Selon les besoins d’équilibrage du réseau, Voltalis agit en interrompant temporairement le fonctionnement de certains ou de tous les radiateurs du logement, ainsi que du ballon d’ECS électrique. © Voltalis

Une installation gratuite pour le client final

L’installation, le matériel, sa maintenance et les services associés sont gratuits pour le consommateur final. Voltalis est rémunéré par le gestionnaire du réseau pour sa participation à l’équilibrage. Paradoxalement, cette gratuité éveille la méfiance de consommateurs qui se disent, souvent à juste titre, qu’il n’y a jamais rien de gratuit sous le soleil.

Pourtant, le boîtier Voltalis rend de vrais services à l’utilisateur final. Il collecte les données de consommation appareil par appareil est les restitue dans une application – MyVoltalis – qui permet à l’utilisateur de visualiser et de suivre la consommation de ses radiateurs et de son chauffe-eau électrique, mais aussi de programmer leur fonctionnement.

Voltalis promet une économie d’électricité de 15% en moyenne aux utilisateurs de son système. Une étude menée par l’Ademe en 2014 concluait plutôt à une économie de 8%. Mais elle ne mesurait que la réduction des consommations apportées par les périodes d’effacement. Voltalis estime que mettre à disposition de l’utilisateur des informations détaillées sur ses consommations et lui offrir la possibilité de programmer le fonctionnement de ses appareils de chauffage et de production d’eau chaude, induit un nouveau comportement de la part des utilisateurs et conduit à des économies d’énergies.

Et maintenant ?

Voltalis a inventé un métier – l’agrégateur d’effacement diffus – dont la France, en avance par rapport au reste de l’Europe, lui a permis de prouver la validité économique et technique.

Mathieu Bineau, fondateur de Voltalis, souligne que l’équation économique est tendue : le système électrique n’est pas prêt à payer pour ce service de délestage, plus qu’il ne verserait pour la mise en route d’une centrale thermique, par exemple. © Voltalis

La directive Européenne 2019/944 du parlement Européen et du conseil pousse au développement du pilotage intelligent des réseaux électriques. Voltalis a l’intention, d’ici 5 ans, d’être aussi présent en Europe que sur le marché français. Voltalis possède déjà une filiale en Finlande, une autre en Grande-Bretagne et pilote plusieurs projets européens en Belgique et en Slovénie, notamment, directement depuis la France.