FORESEE - Prévoir demande et production locale pour des réseaux plus flexibles

La prévision de la demande électrique et de la production renouvelable stochastique constitue une tâche essentielle dans les opérations modernes des systèmes électriques. Des prévisions précises sont nécessaires, par exemple, pour permettre l’équilibrage en temps réel, maintenir la stabilité du réseau et garantir une participation fiable et économiquement viable aux marchés de l’électricité.

Avec la croissance rapide de la production renouvelable distribuée, en particulier photovoltaïque, et l’électrification des usages finaux tels que les véhicules électriques ou le chauffage, les réseaux de distribution basse et moyenne tension connaissent une transformation profonde. Ils passent de simples infrastructures passives, destinées à acheminer et consommer l’électricité, à des systèmes actifs qui doivent être pilotés dynamiquement et peuvent contribuer au fonctionnement fiable du réseau de transport. Les ressources situées derrière le compteur, telles que les installations photovoltaïques résidentielles, les batteries domestiques ou les bornes de recharge, prennent une place de plus en plus importante. Pour exploiter pleinement ce potentiel, il est essentiel de développer des pratiques de prévision adaptées aux réseaux de distribution et aux applications locales. Ces prévisions jouent également un rôle clé dans l’autoconsommation individuelle ou collective et dans le développement des communautés énergétiques locales récemment définies dans la loi suisse.

Dans ce projet, nous avons conçu et mis en œuvre des outils de prévision spécifiquement adaptés à ces contextes. L’approche combine apprentissage automatique, analyse de séries temporelles et modèles physiques. Nous avons aussi intégré des méthodes avancées telles que la réconciliation de prévisions, qui assure la cohérence entre différentes échelles, ainsi que des prévisions probabilistes permettant d’estimer l’incertitude et d’améliorer la robustesse des décisions opérationnelles. Les modèles développés ont été comparés, évalués et rassemblés dans une bibliothèque flexible utilisable pour la recherche et pour les applications industrielles.

Les usages de ces prévisions sont multiples. Elles soutiennent la gestion énergétique via des systèmes de gestion de l’énergie (EMS), l’effacement de pointe, l’optimisation de l’autoconsommation photovoltaïque et la participation aux groupes d’équilibrage et aux marchés de services système. Elles améliorent aussi la précision des études de réseau et facilitent l’intégration de nouvelles ressources distribuées. Ces applications contribuent à la stabilité du réseau, à l’efficacité économique et à l’intégration accrue des énergies renouvelables.

Nos outils ont été déployés en conditions réelles sur le campus de l’Energypolis. Ils servent au pilotage de systèmes de stockage par batteries capables de fournir simultanément plusieurs services, allant de l’optimisation de l’autoconsommation et de l’effacement de pointe à la fourniture de services auxiliaires pour le réseau.

Un appel à projets destiné aux entreprises pour stimuler leur innovation, leur compétitivité et leur durabilité

Le projet décrit ci-dessus fait partie d'un appel à projets extraordinaire intitulé "Innovation, compétitivité et durabilité", lancé par le domaine Ingénierie et Architecture de la HES-SO. Ces fonds sont destinés aux professeur-es proches des sociétés de services et d'entreprises suisses. Les hautes écoles concernées par cet appel à projets sont :

• HE-Arc Ingénierie ;
• Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg - HEIA-FR ;
•  Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA) ;
• HES-SO Valais-Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie - HEI ;
• Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD ;
• CHANGINS - Haute école de viticulture et œnologie.