L'IA permet d'alléger la charge sur le réseau électrique, sans pour autant réduire la consommation d'énergie des citoyens

Mes collègues et moi avons développé un système d’intelligence artificielle qui aide les bâtiments à déplacer leur consommation d’énergie vers des périodes où le réseau électrique est plus propre.

Je suis ingénieur et j'étudie et développe des bâtiments intelligents. Mon laboratoire a créé Merlin, qui apprend comment les gens utilisent l'énergie dans leurs maisons et ajuste les commandes énergétiques comme les thermostats pour répondre à leurs besoins tout en minimisant l'impact sur le réseau. Le système peut apprendre sur un ensemble de bâtiments et d'occupants et être utilisé dans des bâtiments avec des commandes et des modèles de consommation d'énergie différents.

Nous l'avons baptisé Merlin, du nom du légendaire magicien du roi Arthur, pour refléter la nature magique du système : il collecte automatiquement des données sur la façon dont les gens utilisent l'énergie dans leurs maisons et identifie les possibilités de charger et de décharger les batteries de stockage domestiques. Et il le fait de manière à ce que vous ayez toujours de l'électricité pour tout ce dont vous avez besoin. Ainsi, votre climatisation est toujours disponible, mais en même temps, elle réduit la pression sur le réseau, par exemple pendant les heures de pointe de l'après-midi.

Si la demande dépasse la production disponible, les services publics demandent généralement aux clients d'ajuster leurs thermostats et de réduire leurs charges. Si cela ne suffit pas, des pannes de courant sont possibles. C'est là que Merlin entre en jeu. En gérant la consommation d'énergie dans les foyers de manière plus intelligente, Merlin contribue à équilibrer l'approvisionnement en énergie, rendant les réseaux électriques plus stables et plus fiables. Merlin gère l'utilisation de la batterie du foyer par le réseau tout en maintenant la consommation normale d'énergie du foyer.

Pourquoi c'est important

Pour lutter contre le changement climatique, la société doit s’orienter vers une production d’électricité exclusivement à partir de sources d’énergie non fossiles comme le solaire, l’éolien et le nucléaire. De plus, tous les appareils électroménagers ou leurs fonctions finales (chauffage, cuisine, séchage du linge) doivent être électrifiés. Une transition similaire est en cours pour les voitures, passant des véhicules à moteur à combustion interne aux véhicules électriques à batterie. Cependant, la plupart des sources d’énergie renouvelables ne sont pas répartissables, ce qui signifie que les compagnies d’électricité ne peuvent pas les activer simplement en cas de besoin.

Cela nécessite un changement fondamental, passant d’un système énergétique centralisé, dans lequel une centrale électrique produit toute l’électricité nécessaire, à un système plus décentralisé ou distribué. Dans les systèmes décentralisés, l’électricité est produite aux extrémités du réseau (par exemple dans les maisons équipées de panneaux solaires) et les maisons et les immeubles de bureaux peuvent stocker l’énergie dans des batteries.

Les habitations et les immeubles de bureaux s’efforcent également de réduire ou de déplacer leurs charges afin de réduire leurs demandes sur le réseau. Cela signifie moins de pannes de courant et moins de gaspillage d’énergie. De plus, une utilisation plus efficace de l’énergie contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Quelles autres recherches sont en cours

Les chercheurs travaillent sur différentes manières de rendre les bâtiments plus intelligents et plus efficaces dans la gestion de leur consommation énergétique. En fait, le ministère américain de l’Énergie a créé une feuille de route nationale pour développer de tels bâtiments efficaces et interactifs avec le réseau afin de tripler l’efficacité énergétique et la flexibilité de la demande énergétique des bâtiments d’ici 2030. En 2021, le ministère a financé 10 projets de partenariats public-privé dans le cadre de son programme Connected Communities pour développer et tester des technologies pour les bâtiments interactifs avec le réseau.

L’Agence internationale de l’énergie a soutenu divers programmes dans lesquels les chercheurs travaillent sur des applications logicielles permettant un fonctionnement plus intelligent des bâtiments, des bâtiments flexibles sur le plan énergétique et, plus récemment, un contrôle intégré au réseau des bâtiments.

Tous ces programmes et développements se concentrent sur des systèmes de contrôle avancés et favorisent l’adoption de technologies intelligentes pour optimiser la consommation d’énergie, à l’instar de Merlin.

Et ensuite ?

L’étape suivante consiste à tester des systèmes comme Merlin dans davantage de communautés, dans des conditions réalistes, et à comprendre leur efficacité dans différents lieux et conditions. Il est important de recueillir les retours d’expérience des utilisateurs et de les intégrer dans nos prochains prototypes pour garantir l’acceptabilité des systèmes d’IA gérant l’énergie domestique des particuliers. Notre objectif est de rendre ces systèmes conviviaux et abordables afin que chacun puisse bénéficier de maisons plus intelligentes et plus écologiques.

L'objectif est que chaque quartier ait des maisons qui partagent l'énergie comme une équipe, en s'assurant toujours qu'il y a suffisamment d'électricité pour tout le monde et en utilisant le moins possible d'énergie du réseau.