Les applications d'IA produisent des villes plus propres, des maisons plus intelligentes et un transit plus efficace
L'intelligence artificielle (IA) transforme tranquillement la façon dont les villes génèrent, stockent et distribuent de l'énergie, agissant comme le conducteur invisible qui orchestre les villes plus propres, plus intelligentes et plus résilientes.
En intégrant les énergies renouvelables – des panneaux solaires et des éoliennes aux réseaux géothermiques, aux plantes hydrogène, aux véhicules électriques et aux batteries – AI peut permettre aux villes de gérer diverses sources d'énergie en tant que système intelligent unique.
Un exemple frappant est la centrale électrique hybride OYA en Afrique du Sud. Ici, les commandes basées sur l'IA coordonnent de manière transparente le stockage solaire, éolien et batterie pour fournir une puissance fiable à jusqu'à 320 000 ménages. L'utilisation d'IA rend ce type d'intégration non seulement possible, mais considérablement plus efficace.
Des recherches récentes montrent que l'IA peut également optimiser comment les batteries, l'énergie solaire et la grille interagissent dans les bâtiments. Une étude en 2023 a révélé que l'apprentissage en profondeur et les données en temps réel ont aidé un pensionnat à Turin, en Italie, à augmenter les achats d'énergie à faible coût et à réduire sa facture d'électricité de plus de la moitié.
Grides d'énergie plus propres et plus intelligentes
Les modèles d'IA sont de plus en plus capables de prédire les conditions météorologiques avec une plus grande précision. Ces prédictions permettent aux opérateurs de réprimande électrique de planifier des heures à l'avance, stockant l'excès d'énergie dans les batteries ou ajustant l'offre pour répondre à la demande avant qu'une tempête ou une vague de chaleur ne frappe.
L'utilisation de l'IA pour répondre stratégiquement à la météo change la donne. À Cambridge, en Angleterre, un système appelé Aardvark utilise des données de satellite et de capteurs pour générer des prévisions rapides et précises des modèles de soleil et de vent.
Contrairement aux modèles météorologiques traditionnels axés sur les superordinateurs, l'IA d'Aardvark peut fournir des prévisions locales précises en quelques minutes sur un ordinateur ordinaire. Cela rend la prédiction météorologique avancée plus accessible et abordable pour les villes, les services publics et encore les petites organisations – transformant potentiellement la façon dont les communautés partout planent et réagissent à l'évolution des conditions météorologiques.
IA pour le chauffage et le refroidissement de la district plus intelligent
À Munich, en Allemagne, l'IA améliore le chauffage de district géothermique en utilisant des capteurs souterrains pour surveiller la température et les niveaux d'humidité dans le sol.
Les données collectées alimentent un modèle de simulation numérique qui aide à optimiser les opérations du réseau. Dans les versions plus avancées, pendant les snaps à froid hivernal, ces systèmes peuvent suggérer de réduire le débit vers des espaces sous-utilisés comme les bureaux à moitié vides et une augmentation de la chaleur où la demande est plus élevée, comme dans les appartements surpeuplés.
Cette approche intelligente et auto-optimisante prolonge la durée de vie de l'équipement et offre plus de chaleur avec le même apport d'énergie.
Il s'agit d'une percée avec un énorme potentiel pour les villes dans les climats froids avec des réseaux géothermiques établis, comme Winnipeg au Canada et Reykjavik en Islande.
Bien que ces villes n'aient pas encore adopté les systèmes de surveillance axés sur l'IA, ils pourraient bénéficier des améliorations en temps réel de l'IA dans l'efficacité, le confort et les économies d'énergie pendant les hivers rigoureux – un principe qui est vrai partout où le chauffage et le refroidissement de la géothermie existent.
Bâtiments intelligents
À l'intérieur de la maison, les systèmes climatiques intelligents gérés par l'IA peuvent prendre en compte le nombre de personnes dans chaque pièce, quels appareils sont utilisés, la quantité de soleil naturelle que chaque espace reçoit et la quantité d'électricité ou de chaleur que les panneaux solaires d'une maison génèrent tout au long de la journée.
Sur cette base, l'IA détermine comment chauffer ou refroidir efficacement les pièces et peut transférer l'énergie d'un espace à un autre, équilibrant le confort avec une consommation d'énergie minimale.
Les villes côtières et celles des régions lourdes du vent utilisent l'IA de d'autres manières créatives. Dans les Orcades, en Écosse, l'énergie éolienne et marée est convertie en hydrogène vert. Au lieu de laisser cette puissance excédentaire se gaspiller, un système d'IA appelé Hyai contrôle quand générer de l'hydrogène en fonction des prévisions de vent, des prix de l'électricité et de la pleine forme des réservoirs de stockage d'hydrogène.
Lorsque les vents sont forts la nuit et que l'électricité est bon marché, l'IA peut détourner la puissance excédentaire pour produire de l'hydrogène et la stocker pour une utilisation ultérieure. Les jours plus calmes, cet hydrogène stocké peut alimenter les piles à combustible ou les bus.
Stockage d'énergie
L'IA transforme le stockage d'énergie en une force intelligente générant des revenus. En Finlande, une startup appelée Capalo AI a développé Zeus VPP, une centrale virtuelle alimentée par l'IA qui regroupe les batteries distribuées des maisons, des entreprises et d'autres sites.
Zeus VPP utilise des prévisions avancées et des algorithmes d'IA pour décider quand les batteries doivent facturer ou se décharger, en tenant compte des prix de l'énergie, de la consommation locale et des prévisions météorologiques. Cela permet aux propriétaires de batteries de gagner des revenus en participant aux marchés de l'électricité, tout en prenant en charge la stabilité du réseau et en faisant un meilleur usage des énergies renouvelables.
Les sociétés de services publics utilisent également l'IA pour surveiller tout, des lignes de transmission à haute tension aux transformateurs de quartier, augmentant considérablement la fiabilité.
La cote de ligne dynamique alimentée en AI ajuste la quantité d'électricité qu'une ligne peut transporter en temps réel, ce qui augmente la capacité de 15 à 30% lorsque les conditions le permettent. Cela aide les services publics à maximiser l'utilisation de l'infrastructure existante au lieu de s'appuyer sur des mises à niveau coûteuses.
Au niveau local, l'IA analyse les données des compteurs intelligents pour prédire quels transformateurs surchauffent en raison de la hausse de l'EV et de l'utilisation de la pompe à chaleur.
En prévoyant ces points de contrainte, les services publics peuvent mettre à niveau de manière proactive les équipements avant que les échecs ne se produisent – un passage d'une maintenance réactive à la maintenance prédictive qui rend la grille plus forte et les villes plus résilientes.
Transport en commun et mobilité alimentée par l'IA
L'innovation des transports fait partie de la solution énergétique, avec l'IA au centre de cette transformation. À New York, la société d'énergie Con Edison a installé de grands systèmes de stockage de batteries pour aider à gérer la demande de pointe de l'électricité et à réduire la dépendance à l'égard des usines de pointe polluantes, qui ne fournissent de l'énergie que pendant les périodes à forte demande.
Plus largement, Con Edison déploie un logiciel d'analyse avancé à AI sur son réseau électrique – optimisant la tension, améliorant la fiabilité et permettant la maintenance prédictive. Ensemble, ces efforts montrent comment la combinaison du stockage d'énergie et des analyses axées sur l'IA peut rendre les villes les plus fréquentées du monde plus résilientes et efficaces.
L'IA alimente également les innovations « de véhicules à réseau » en Californie, où une plate-forme axée sur l'IA gère les autobus scolaires électriques qui peuvent fournir de l'énergie stockée au réseau pendant les périodes de forte demande.
En gérant soigneusement lorsque les bus facturent et se déchargent, ces systèmes aident à garder le réseau fiable et à s'assurer que les véhicules sont prêts pour leurs itinéraires quotidiens. À mesure que cette technologie se développe, les véhicules électriques stationnés pourraient servir de précieuses ressources de secours pour le système électrique.
IA pour les initiatives d'énergie propre
L'IA transforme rapidement les villes en révolutionnant comment l'énergie est utilisée et gérée. Google, par exemple, a réduit l'énergie de refroidissement dans ses centres de données jusqu'à 40% en utilisant l'IA qui affinent les ventilateurs, les pompes et les fenêtres plus efficacement que n'importe quel opérateur humain.
Des organisations comme l'Electric Power Research Institute (EPRI), en collaboration avec NVIDIA, Microsoft et autres, ont lancé le Consortium Open Power AI, qui crée des outils d'IA open-source pour les services publics dans le monde entier.
Ces outils permettront même aux villes les plus limitées aux ressources de déployer des capacités de l'IA avancées, sans avoir à recommencer à zéro, aidant à niveler les règles du jeu et à accélérer la transition énergétique mondiale.
Le résultat n'est pas seulement un air plus propre et des factures d'énergie plus faibles, mais un chemin vers moins de pannes de panus et plus de maisons résilientes.
