Le réseau électrique est soumis à une forte pression en raison de la croissance rapide des énergies renouvelables et de l'augmentation de la demande. Les méthodes traditionnelles de gestion de la quantité d'électricité pouvant circuler en toute sécurité sur les lignes électriques sont obsolètes et limitent souvent la capacité du réseau. L’Institut Royal Météorologique de Belgique (IRM), Elia, PropheSea et GeoSphere Austria ont remporté un appel d'offres lancé par l’ECMWF dans le cadre de Destination Earth, une initiative financée par l'Union européenne lancée en 2022 visant à créer une réplique numérique du système terrestre d'ici 2030. Ensemble, ils développeront un nouveau service pilote combinant des prévisions météorologiques avancées à la demande et une technologie de Dynamic Line Rating. L'objectif global est d'augmenter la capacité et l'efficacité du réseau afin de réduire les coûts à long terme.
Les réseaux électriques modernes doivent gérer les fluctuations de l'énergie provenant du vent, du soleil et d'autres sources renouvelables, ce qui met à rude épreuve la fiabilité et l'efficacité du transport de l'électricité. Actuellement, de nombreux opérateurs de réseaux s'appuient sur la technologie Static Line Rating (SLR), une méthode qui fixe des limites conservatrices et fixes aux lignes de transport en fonction des conditions météorologiques supposées. La technologie SLR sous-utilise considérablement les infrastructures disponibles, car elle ne tient pas compte des changements environnementaux en temps réel.
La Dynamic Line Rating (DLR) offre une alternative prometteuse en ajustant en permanence le courant maximal admissible sur les lignes de transport en fonction des conditions météorologiques réelles telles que la température, le vent et le rayonnement solaire. Cependant, le succès de la DLR dépend de prévisions météorologiques très précises et localisées, que les modèles standard ne peuvent fournir en raison de leur résolution spatiale et temporelle limitée. Cette lacune entraîne des inefficacités opérationnelles, des occasions manquées d'augmenter la capacité de transport et un risque plus élevé de restriction des énergies renouvelables.
Prévisions météorologiques à la demande
Pour relever ces défis, le consortium dirigé par l’IRM va développer un service pilote qui exploite un mécanisme innovant de détection à la demande qui déclenche des prévisions météorologiques haute résolution lorsque des seuils environnementaux critiques pour les lignes électriques sont atteints.
S'appuyant sur les données du jumeau numérique des phénomènes extrêmes liés aux conditions météorologiques, le service pilote intègre des données météorologiques en temps réel et des prévisions, notamment la température ambiante, la vitesse et la direction du vent, l'humidité et le rayonnement solaire, à des hauteurs pertinentes pour les lignes électriques aériennes (40 à 60 mètres). Le service sera fourni via une interface utilisateur et une API conçues conjointement avec la contribution de gestionnaires de réseaux de transport tels qu'Elia, afin de garantir sa praticité opérationnelle.
« Notre approche combine un mécanisme de détection avancé à la demande avec une technologie numérique pour créer un « digital twin » dynamique du réseau électrique. Cela permet aux opérateurs d'anticiper et de s'adapter aux conditions météorologiques jusqu'à 48 heures à l'avance , ce qui améliore considérablement la planification du réseau. »
Piet Termonia, responsable du service scientifique à l’IRM
Amélioration de la capacité du réseau
Les avantages de ce service pilote vont au-delà des avancées techniques. En prédisant avec précision les conditions météorologiques locales et en ajustant dynamiquement les limites de transmission, les opérateurs de réseau devraient pouvoir libérer entre 10 et 25 % de capacité supplémentaire sur les lignes existantes. Cela permet au réseau de transporter davantage d'énergie renouvelable sans avoir à procéder à des mises à niveau coûteuses des infrastructures.
« Grâce à ce service, nous gagnons en flexibilité et en précision de planification, ce qui réduit le risque de réduction de la production d'énergie renouvelable et en évitant des renforcements coûteux. Il est une étape importante vers un système énergétique plus résilient et durable, dont nous avons grandement nécessaire dans le contexte actuel. »
Victor le Maire, responsable de la planification opérationnelle chez Elia
De plus, l'approche logicielle minimise la dépendance aux capteurs physiques, ce qui rend le déploiement à grande échelle plus rapide et plus rentable. Son intégration au sein du système DestinE plus large, garantit la compatibilité avec les futurs développements des infrastructures européennes, assurant ainsi une durabilité à long terme.
À propos du projet
Le service pilote est piloté par l’IRM, le service météorologique national belge. Le consortium du projet rassemble une expertise scientifique, technique et opérationnelle :
- GeoSphere Austria apporte des algorithmes de modélisation et de détection météorologiques haute résolution.
- PropheSea développe l'interface utilisateur et les outils d'intégration des données basés sur l'intelligence artificielle.
- Elia apporte son expérience opérationnelle concrète et valide le service dans des environnements de réseau réels.
Ensemble, ces partenaires comblent le fossé entre la science météorologique et les infrastructures énergétiques, offrant une solution robuste et évolutive pour soutenir les objectifs de transition énergétique de l'Europe.
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