Piloter l’avenir énergétique : le rôle clé des bâtiments dans la "All Electric Society"

La « All Electric Society » (AES) est une vision d’avenir dans laquelle l’électricité produite à partir de sources renouvelables et neutres en CO₂ constitue la principale forme d’énergie pour tous les secteurs de l’économie et de la vie quotidienne. Elle représente ainsi le prolongement logique de la transition énergétique et correspond largement aux prévisions de nombreux experts mondiaux du secteur. L'AES repose sur le couplage intelligent et numérique de différents secteurs de consommation, sur l’utilisation de technologies innovantes dites « Power-to-X » et sur le pilotage intelligent de la consommation électrique grâce à la maîtrise dynamique de la demande en énergie (ou « Demand Side Management » en anglais). Cela permet une répartition optimale de l’offre énergétique et une gestion de la demande en fonction des besoins, ce qui représente une avancée vers un monde neutre en CO₂.

Étendre les horizons de la transition énergétique

La AES peut être considérée comme un aboutissement souhaitable de la transition énergétique, en lien avec les 17 Objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies, en particulier l’objectif n°7 : « Énergie propre et d’un coût abordable ». La possibilité de réaliser d’importantes économies d’énergie présente également un fort potentiel économique. Le concept de l’AES pourrait ainsi devenir un moteur de croissance mondial et climatiquement neutre, dans lequel le secteur du bâtiment jouerait un rôle central.

La transition énergétique en Allemagne et à l’échelle mondiale

En 2023, l’Office fédéral des statistiques d'Allemagne estimait que 56,0 % de l’électricité injectée dans le réseau en Allemagne provenait de sources d’énergie renouvelables. L’éolien est devenu la principale source d’électricité dans le pays cette année-là. Au vu des réglementations actuelles, on peut supposer que cette tendance va encore s’accentuer. La nouvelle version de la directive européenne sur les énergies renouvelables (RED) et la révision de la Loi allemande sur les énergies renouvelables (EEG) en 2023 ont inscrit dans la loi que les énergies renouvelables relèvent d’un intérêt public majeur pour l’Allemagne et l’UE.

L’abandon accéléré des énergies fossiles correspond également aux visions d’avenir globales de nombreux experts. Dans l’étude Delphi sur l’avenir des systèmes énergétiques en Allemagne, en Europe et dans le monde à l’horizon 2040, plus de 350 participants de 40 pays ont développé des scénarios possibles. Le basculement vers les énergies renouvelables, en particulier solaire, éolien et hydraulique, correspond largement aux attentes majoritaires des participants.

Même si ces études ne peuvent fournir de prévisions garanties, les gains d’efficacité résultant du passage aux énergies renouvelables sont dès aujourd’hui visibles, et certains d'entre eux sont même déjà réalisés. La transition vers une société entièrement électrique, dans laquelle l’électricité produite de manière renouvelable et neutre en CO₂ devient la principale forme d’énergie dans tous les domaines, est considérée comme une approche prometteuse pour atteindre cet objectif.

Le couplage sectoriel et les technologies « Power-to-X »

La condition préalable à l’AES est le couplage sectoriel, c’est-à-dire la mise en réseau intelligente de ces secteurs : industrie, énergie, bâtiment, mobilité et infrastructures. Une interconnexion numérique et communicante de ces secteurs permet d'avoir une vision globale des domaines de consommation et de production d’énergie et d’ajuster l’offre énergétique en fonction des besoins. L’énergie produite de manière durable peut ainsi être utilisée de manière automatique et efficace.

Cela devient possible lorsque l’énergie, par exemple issue de l’éolien, est stockée et transportée. Grâce aux technologies dites « Power-to-X », l’électricité peut être transformée par électrolyse en fluides ou gaz à haute densité énergétique, comme l’hydrogène ou le méthanol. Ces vecteurs énergétiques peuvent alors agir comme des moyens de stockage neutres en CO₂ et être transportés selon les besoins. Cette énergie stockée peut ensuite être utilisée dans les secteurs du transport, du chauffage des bâtiments ou encore de l’industrie.

Du concept à l’application : le « All-Electric-Society-Park »

L’AES n’est plus seulement une vision d’avenir, elle est en train de devenir réalité. Des projets concrets démontrent déjà, à petite échelle, le potentiel de ce modèle. L’objectif est désormais d’étendre les enseignements tirés de ces quartiers pilotes à des villes intelligentes entières. Un exemple emblématique est le « All Electric Society Park » de l'entreprise Phoenix Contact, situé à Blomberg, en Rhénanie-du-Nord-Westphalie.

Sur une surface de plus de 7 800 m², ce parc illustre concrètement comment la vision d’un approvisionnement en électricité exclusivement renouvelable peut devenir réalité, de la production à l’utilisation optimisée, en passant par la transformation, le stockage et la distribution. Des cas d’usage réels illustrent le fonctionnement du couplage sectoriel et les technologies qui le rendent possible. Grâce à la plateforme cloud d’aedifion, les différents secteurs et leur matériel sont connectés de manière communicante. Des protocoles de communication standardisés et des interfaces ouvertes entre les différents réseaux permettent un échange d’informations sans entrave entre les systèmes. Le pilotage prédictif ajuste dynamiquement la consommation électrique des différents secteurs aux conditions du réseau, assurant ainsi un fonctionnement efficace de l’ensemble du système.

Le secteur immobilier comme acteur clé de la transition vers une « All Electric Society »

Dans ce contexte, le secteur du bâtiment pourrait profondément évoluer par rapport à son rôle actuel dans le système énergétique. Les bâtiments pourraient en effet devenir des acteurs actifs de ce système. Grâce à la maîtrise de la demande en énergie (MDE), c’est-à-dire à la gestion entièrement automatisée et interactive de leur consommation électrique, les propriétaires peuvent déjà réagir avec flexibilité aux fluctuations du réseau et vendre leur surplus ou leur électricité autoproduite de manière rentable.

Ainsi, lorsqu’ils sont interconnectés aux autres secteurs consommateurs, les bâtiments ont le potentiel d’augmenter fortement l’efficacité énergétique du système, de contribuer à la stabilité du réseau et de réduire leurs propres coûts énergétiques. Des solutions logicielles basées sur le cloud permettent, dans ce contexte, une connexion intelligente entre les différents secteurs via une infrastructure IoT et des interfaces de communication interopérables. L’énergie peut alors être utilisée de manière plus ciblée et être disponible exactement là où elle est nécessaire. La numérisation et l’automatisation à l’aide de l’intelligence artificielle jouent ici un rôle clé pour le secteur du bâtiment, qui voit s’ouvrir de nouveaux champs d’application pour améliorer l’efficacité énergétique et réussir la transition thermique.

aedifion.dynamics : vers un immobilier plus performant, connecté et durable

Dans les bâtiments, les interfaces ouvertes et la disponibilité des données en temps réel sont essentielles pour franchir une étape décisive vers le couplage sectoriel. Ce n’est qu’ainsi que les données de consommation énergétique peuvent être collectées, surveillées et analysées efficacement. Cela permet non seulement d'assurer un contrôle plus précis, mais aussi d'échanger facilement des données entre des technologies et des systèmes issus d’autres secteurs.

Avec aedifion.dynamics, la solution de gestion énergétique intelligente dans les bâtiments, cela est déjà possible aujourd’hui. aedifion.dynamics connecte intelligemment tous les systèmes énergétiques clés, comme les installations photovoltaïques, les pompes à chaleur et les batteries de stockage, et adapte leur fonctionnement de manière flexible aux prix du marché et aux conditions du réseau. Ainsi, les propriétaires réduisent leurs coûts énergétiques et préparent au mieux leurs biens immobiliers à l’électrification du chauffage.