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samedi 22 mars 2014

Couloir technique

Le sujet de ce billet, c'est l'Internet des machines pour arrêter la dégradation de notre planète.

Car l'option reste ouverte que, dans un réflexe vital, nous choisissions d'utiliser le Web pour interconnecter nos machines dans le but de réduire la consommation des ressources de notre planète, plutôt que de l'utiliser pour nous abrutir nous-mêmes tout en consommant toujours plus.

Frime_3817.JPG Disons en passant que pour sauver la planète, il sera indispensable d'annuler nos consommations de ressources non renouvelables, pas seulement de les maîtriser et que le caractère renouvelable des ressources naturelles dites "renouvelables" dépend du degré d'exploitation de ces ressources (exemple : la terre agricole) ! Même dans les conditions les plus raisonnables, nous resterons soumis au principe de thermodynamique selon lequel toute dépense d'énergie produit une dégradation irréversible. Comme exemple matériel des effets actuels immodérés de ce principe, il suffit de considérer les masses de déchets de matières plastiques dans les océans, que certes on pourrait récupérer pour les brûler - aux frais de qui, avec quelles machines alimentées comment, pour produire quoi, avec quelles émissions et résidus "secondaires" dont on fera quoi... ? Heureusement - sinon nous aurions tous péri depuis longtemps - notre planète bénéficie d'un apport permanent d'énergie gratuite, via le soleil, la rotation terrestre, le vent, les marées, les phénomènes climatiques - ce sont les seules vraies sources "renouvelables", celles qui produisent et entretiennent "la nature", la croissance et la reproduction des plantes et animaux, et ces sources demeurent universelles à l'échelle de la planète tant que nous n'avons pas encore trouvé le moyen d'asservir directement ces sources renouvelables pour en modifier la distribution. Par ailleurs, l'énergie du noyau terrestre manifestée par les dérives des continents, éruptions volcaniques, tremblements de terre et tsunamis, plus la matière et l'énergie de quelques astéroïdes extraterrestres impactant notre planète, ne renouvellent le capital naturel des matériaux extractibles et la géographie des terres cultivables qu'à l'échelle des millénaires. Ce sont, en résumé, les bases de l'économie humaine. Le reste, c'est du décor, de plus en plus surchargé, prétentieux, bien moche par endroit.

Un récent pic de pollution atmosphérique par des poussières (mars 2014), pour une fois bien médiatisé dans plusieurs grandes villes européennes, est venu concrétiser notre dépendance personnelle d'une ressource commune vitale, à savoir l'air que nous respirons. Cet épisode vient aussi de mettre en évidence le conflit entre la disponibilité gratuite de ressources vitales et le libre pillage gratuit de ces mêmes ressources par les activités d'entreprises agricoles, industrielles, logistiques et par l'utilisation commune de leurs produits. Que des défenseurs des libertés individuelles aient pu argumenter contre les mesures pédagogiques de restriction destinées à limiter les effets de la pollution urbaine, cela nous révèle l'ignorance crasse des réalités de notre époque, laissant libre cours à la tyrannie des professions de foi meurtrières, à la folie des plaidoyers pour des droits imaginaires, à l'inconsistence des débats politico - philosophiques.

Au contraire des protestations intéressées à ce que rien ne change, il est urgent d'imaginer l'Internet de régulation des machines dévoreuses d'énergie, non pas du seul point de vue des dirigeants politiques et des producteurs distributeurs d'énergie qui fatalement raisonneront en termes de pérennité de leur organisation gratifiante dans la continuité de leur propre mode de pensée et de la préservation de leurs marges financières, mais d'abord du point de vue des consommateurs - contributeurs et directement dans la perspective d'une répartition de la pénurie.

En effet, il devrait être reconnu comme une évidence que la transition aux énergies renouvelables nécessite une collaboration responsable des consommateurs de tous types, pour surmonter l'impossibilité d'assurer en permanence la satisfaction de tous les besoins et demandes, du fait du caractère en partie aléatoire de certaines sources d'énergie (vent, soleil) et du caractère saisonnier d'autres sources renouvelables (chutes d'eau, biomasse,...).

Frime.jpg Imaginons, par exemple, que chacun de nous, en tant que consommateur individuel d'électricité, nous puissions admettre qu'un signal de couleur nous indique, pour chacun des appareils les plus gourmands de notre foyer, non seulement le tarif actuel, mais le tarif prévu dans les heures suivantes, à moins que nous n'utilisions notre propre générateur domestique ou celui que nous avons en copropriété avec des voisins. Nous pourrions admettre que certains de nos appareils d'utilisation non urgente ne puissent être alimentés qu'en différé selon des critères d'optimisation connus et d'application auditable. Nous pourrions par ailleurs imaginer de vivre dans une communauté locale élargie, avec son agriculture et son industrie "en régime d'efficacité logistique globale", visant l'autonomie de fourniture des besoins primaires de sa population, prioritairement à la fixité des horaires, à la fixité du plan des villes, à la fixité de l'équipement des quartiers urbains... Mais pour admettre ou simplement imaginer cela dans un fonctionnement pratique quotidien, il faudrait d'abord que nos dirigeants en concèdent le pouvoir aux citoyens. Tant que la démocratie restera un tabou, et tant que le pouvoir s'exercera comme s'il s'agissait seulement de gérer des budgets, garantir l'équilibre entre les forces sociales et faire des lois marginales, on ne sortira pas de "la crise".

Les péripéties et déconvenues du grand projet allemand Energiewende de transition énergétique démontrent l'ampleur de la planification à entreprendre pour réaliser les investissements d'intérêt général nécessaires dans les réseaux et les stockages d'équilibrage inter régionaux, pour ne parler que de l'énergie électrique et des grands réseaux. Ces péripéties démontrent aussi, une fois de plus, que les mesures tarifaires et fiscales d'apprentis sorciers technocrates ont toujours des effets pervers (exemple : il apparaît plus "économique" pour un particulier d'"investir" dans l'achat de panneaux solaires en vue de revendre leur production plutôt que d'acheter un chauffe eau solaire pour ses propres besoins). C'est une preuve supplémentaire que, même dans un pays de forte culture technique citoyenne et en structure fédérale, l'imagination de l'avenir ne devrait plus être le privilège des hautes sphères et que l'urgence demeure de libérer cette imagination à la base dans la population, non pas sur des arguments théoriques ou à partir d'incitations ponctuelles mais sur des projets d'évolutions pratiques de grande envergure. On gouverne le pays comme à l'époque du train à vapeur, de la radio et de la télé.

Voir par ailleurs le billet de ce blog sur le smartgrid. Et n'oublions pas que la plus forte consommation d'énergie dans beaucoup de pays, c'est le chauffage, donc à traiter en premier, mais pas indépendamment du reste.

L'Internet des machines que l'on nous montre dans les films, c'est le réseau qui relie les caméras d'observation, les satellites et les drones pour espionner des gens, préparer la guerre ou tuer des opposants à partir de centres de commandement souterrains. C'est une réalité, mais pas la seule possible. Ces technologies d'observation, et d'autres beaucoup plus simples (à inventer avec les moyens de commande aux divers niveaux de régionalisation et les moyens de contrôle locaux) dans nos lieux publics, domiciles, entreprises, moyens de transport, devraient servir à coordonner nos machines selon des stratégies choisies.

mercredi 6 juillet 2011

Smart grid, une autre économie de l'énergie

Un "smart grid", c'est un réseau de distribution d'électricité qui utilise des technologies informatiques pour optimiser la production et la distribution afin d'assurer l'équilibre entre l'offre et la demande.

C'est pour le moment un concept. Mais, il est à l'ordre du jour, pour répondre au développement attendu des productions locales d'énergie électrique (centrales géothermiques, chaudières à compost, panneaux solaires, éoliennes, etc. ), et du côté de la consommation, au développement des véhicules électriques.

En effet, on conçoit bien que l'on puisse économiser la construction de centrales de production d'énergie électrique, voire même envisager la réduction du parc existant, si l'on parvient à utiliser intelligemment toutes les nouvelles formes de production d'énergie. Le besoin d'"intelligence" augmente du fait que les nouveaux types de production seront dispersés et par nature intermittents (sauf la géothermie), et que les consommations des véhicules électriques (nulles tant que les batteries ne sont pas mises en charge) seront elles aussi intermittentes. Certes, on pourra créer des capacités de stockage d'énergie (par exemple des châteaux d'eau remontant le fluide lors des périodes d'excédent de production) ou utiliser la charge disponible des batteries des véhicules électriques, mais seule une prévision correcte permettra l'équilibrage entre l'offre et la demande dans la durée.

Que voilà donc un beau projet d'optimisation !

Différentes stratégies d'optimisation ont été élaborées par des organes compétents. En simplifiant beaucoup, les deux stratégies extrêmes envisagées sont :

  • une régulation centralisée au moyen d'algorithmes intelligents
  • une plate forme centrale de trading où viendraient constamment se confronter et s'ajuster les offres et les demandes prévisionnelles, aux prix d'équilibre déterminés par une concurrence libre et non faussée

Diverses combinaisons de ces stratégies et de nombreuses variantes sont possibles, notamment par la décentralisation vers des micro-réseaux locaux gérés par des agrégateurs. Plusieurs projets pilotes urbains, alimentés par des subventions importantes, sont en cours ou dans les cartons. Dans tous les cas, les développements informatiques et les technologies Internet y prennent une place importante, malgré que les optimisations développées risquent de s'avérer purement théoriques car ces projets pilotes utiliseront des matériels au stade du prototype industriel et se fonderont sur des hypothèses prospectives.

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Il est donc encore temps de se demander si le problème est bien posé ! En effet, on ne semble jamais remettre en cause le modèle économique associé à des capacités de production indéfiniment ajustables à la demande, alors que nous nous précipitons vers un bouleversement majeur du fait de la raréfaction des sources d'énergie non renouvelables et de leur disqualification en regard d'exigences vitales, et que, de plus, il faudra faire face à une augmentation importante de la demande globale en conséquence de la transition au véhicule électrique (chaque véhicule consomme en gros l'équivalent d'un foyer).

Une finalité naturelle serait de fournir un minimum vital des besoins énergétiques de chacun, avec le maximum de confort pour chacun, avec des possibilités de suppléments de fourniture à l'occasion et en fonction de l'investissement solidaire de chacun.

Dès lors, on devrait :

  • raisonner en termes de rationnement intelligent plutôt qu'en recherche d'un équilibrage entre offre et demande comme si cette dernière pouvait toujours être couverte à condition d'y mettre le prix et de respecter ses prévisions
  • responsabiliser le consommateur (particulier ou établissement industriel) sur l'expression de ses besoins en quantités et pour quelles horaires, en lui fournissant les éléments de décision pour que ses choix soient réalisables et impactent le moins possible ceux des autres
  • motiver le consommateur à se comporter en stockeur d'énergie potentiellement redistribuable (au moins, pour un particulier, dans la batterie de son véhicule électrique) et en producteur capable de déplacer ses propres priorités de consommation pour le bien commun

Alors, le coeur des algorithmes informatiques à développer ne serait plus le trading en vue d'un équilibre pseudo optimum mais l'aide à la décision du consommateur sur la quantité et le moment de sa consommation d'énergie, et l'incitation du même consommateur à contribuer au financement d'installations granulaires de production et de stockage, dans le contexte d'une pénurie globale physiquement insurmontable. Dans ce cadre, le point d'équilibre théorique dans un marché de concurrence libre ne présente aucun intérêt. Ce qui devient vital et permanent, c'est que l'on ne doit jamais, sauf catastrophe (par exemple pour alimenter une intervention de pompiers), avoir recours à la centrale électrique de réserve qui brule du gaz dans des turbines génératrices. Les algorithmes logiciels servent alors à faciliter le réglement en douceur des situations imprévues (par exemple vague de froid), et la qualité du dialogue avec les consommateurs-producteurs-stockeurs devient de première importance, et le premier facteur de cette qualité c'est de s'appuyer clairement sur des finalités connues et acceptées.

En poussant cette logique à l'extrême, on pourrait se débarrasser complètement de la fiction d'économie marchande de l'énergie électrique dont le prix évoluerait à tout instant en fonction d'une multitude de paramètres, pour passer à une économie de redistribution en situation de pénurie, où l'énergie électrique n'aurait pas de prix ou un prix conventionnel fixe assorti d'un prix complètement dissuasif en cas de comportement individuel néfaste (mais la seule vraie dissuasion resterait le délestage sélectif !). En parallèle, il faudrait établir une répartition des investissements de production et de distribution ainsi que des frais de fonctionnement, en cohérence avec les objectifs de responsabilisation et de motivation du consommateur. En tous cas, les modèles de calcul du prix optimum de facturation de l'énergie électrique par une régie publique, élaborés dans les années 60, ne s'appliquent plus.

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Quelle que soit la vision économique de référence, il est clair que des infrastructures de production et de stockage d'énergie électrique devront être créées près de l'usager et chez l'usager, que l'usager devra être responsabilisé sur sa consommation propre et que l'usager devra adopter un comportement solidaire (sinon, nous aurons une répartition de la capacité de production-stockage équivalente à celle de la protection contre les explosions nucléaires, entre ceux qui possèdent un abri atomique privé peu utilisé et les autres qui se débrouilleront avec les infrastructures publiques). Il existe certainement plusieurs chemins pour y parvenir, mais le plus court sera le meilleur. Il paraît déraisonnable d'espérer découvrir ce chemin en prolongement d'une amorce existante ou moyennant quelques aménagements subsidiaires. Au contraire, il semble nécessaire d'envisager à la fois la rupture technique et économique dans la fourniture et la consommation d'énergie, et simultanément la réforme des comportements sociaux des consommateurs-producteurs-stockeurs.

Et alors, à l'évidence, les mirages des nouvelles technologies informatiques et des algorithmes secrets, les fumées d'encens du principe de subsidiarité, ne sont pas des éléments de réponse bien solides ni suffisants.

En revanche, quel bel exemple d'authentique société virtuelle à créer !