Introduction
Avec un grand potentiel pour les énergies renouvelables, une économie en expansion, et des zones sans connexion au réseau électrique, l’Afrique dispose d’excellentes opportunités pour expérimenter les technologies des smart grids. Le projet de recherche et innovation européen Energica explore ces opportunités à travers trois démonstrateurs au Kenya, à Madagascar et au Sierra Leone.
Trialog participe dans ce projet à la définition des cas d’usages, qui sont détaillés dans cet article. Trialog sera de plus impliqué dans les travaux d’architecture, de cybersécurité et vie privée, ainsi que dans le pilote kényan où nous fournirons un module d’interopérabilité pour la mobilité électrique.
Une variété de contextes
Le projet Energica vise à développer des solutions adaptées à leur environnement. Pour cela, chaque pilote prend place dans un environnement différent, comprenant chacun leurs propres contraintes :
- Accès à l’énergie, embouteillage et pollution de l’air : Le pilote kényan se situe à Nairobi, une métropole dynamique avec une industrie technologique florissante qui repose sur production d’énergie propre du pays. Environ 85% de l’électricité au Kenya est produit par des énergies renouvelables, et sa production excède sa consommation d’environ 800MW. Néanmoins, la région fait face à des problèmes comme l’accès à l’énergie, les embouteillages et la pollution de l’air dus à un réseau de transports manquant d’efficacité.
- Sécurité alimentaire : Le démonstrateur sierra-léonais est situé en périphérie de la ville de Freetown, à proximité de zones agricoles. La sécurité alimentaire dans la région est intimement liée à l’accès à des fertilisants et à la reconstitution des sols afin de maintenir leur fertilité.
- Faible taux d’électrification : Le démonstrateur Malgache est développé dans la région de Diana, une zone rurale dans le nord du pays. Madagascar a l’un des taux d’électrification les plus bas du sud de l’Afrique : 17%, et qui tombe à moins de 5% dans les zones rurales.
Liens entre secteurs
L’implémentation de smart grids est de plus fortement liée à d’autres secteurs, comme l’approvisionnement en eau, électricité et nourriture, aussi connu sous le nom de WEF nexus (Water, Electricity and Food), mais aussi les transports et activités industrielles.
Le WEF nexus est étudié dans le projet Energica à travers l’implémentation, dans le démonstrateur sierra-léonais, d’un biodigesteur couplé à un système de purification d’eau. Le digesteur permet de transformer les déchets organiques (comme les déchets alimentaires, les déchets agricoles ou provenant de l’élevage) et produit du biogaz qui peut être utilisé pour la production d’électricité ou de chaleur, pour les transports et en tant que fertilisant. L’électricité produite est alors partiellement utilisée par le système de purification d’eau pour produire de l’eau potable. Le système de purification d’eau fonctionnant grâce à l’énergie solaire, ce complément d’électricité lui permet de fonctionner sans interruption. Le surplus d’eau provenant des déchets organiques peut de plus être ainsi purifié.
La relation entre smart grids et transports est explorée via le développement d’un réseau de stations d’échange de batteries pour des motos électriques au Kenya. Ce système est conçu pour décarboniser les mototaxis « boda-boda ». Les stations seront de plus équipées de panneaux photovoltaïques, ainsi que de compteurs électriques intelligents permettant de prendre en compte les contraintes du réseau électrique.
Les usages commerciaux de l’électricité sont enfin étudiés dans le pilote Malgache, qui va créer des nano-grids solaires dans des villages ruraux de Madagascar. Ces nano-grids fourniront de l’électricité pour un panel d’usages, y compris des décortiqueuses de riz , des systèmes de réfrigération et des pompes à eau. Cela devrait permettre de décarboniser ces usages commerciaux, ainsi que de fournir de l’électricité pour les usages domestiques.
Prendre en considération les synergies et liens entre secteurs est donc crucial afin de comprendre l’implémentation de smart grids dans les contextes africains, qui peuvent avoir un impact critique sur la vie quotidienne des utilisateurs, comme l’accès à l’eau potable, les déplacements ou le travail.
Liens avec des projets ayant lieu en Europe
Bien que ces cas d’usage aient été développés pour des contextes Africains très différents des environnements pouvant être trouvés en Europe, en particulier en raison du réseau électrique européen très développé, les activités et objectifs observés dans le projet Energica font écho à des projets européens passés et présents. En particulier, les cas d’usages développés dans la norme IEC 62913-2 présentent des aspects similaires concernant le chargement de véhicules électriques, et l’usage local d’électricité dans des microgrids. Plusieurs projets européens peuvent de plus illustrer l’implémentation d’aspects trouvés dans le projet Energica :
- Ten-t avec ses stations d’échange de batteries pour le chargement de véhicules électriques
- Le cas d’usage d’accès à l’énergie dans Maesha
- L’unité de production de biométhane, bio-fertilisant et d’eau pour l’irrigation du projet Incover
- Le cas d’usage sur l’autoconsommation dans le projet Accept
Ceci montre que malgré des contextes très différents, certains systèmes et résultats de projets européens peuvent être étendus et adaptés à des projets africains, et vice-versa.
