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L'IoT et les énergies renouvelables

Les défis énergétiques sont nombreux.  S'il ne fallait en retenir que 2, ce serait sans doute :  Remplacer les énergies ...


Les défis énergétiques sont nombreux. 

S'il ne fallait en retenir que 2, ce serait sans doute : 

  • Remplacer les énergies fossiles par des énergies renouvelables
  • Optimiser la production et la consommation énergétique.

Nous nous sommes posés la question suivante : en quoi l'IoT et les objets connectés peuvent servir pour la gestion des énergies renouvelables ?

On voit cela tout de suite. 

L’IoT dans le secteur énergétique

La gestion de l'énergie par les objets connectés

L'IoT procure de nombreux avantages pour le secteur de l’énergie : Mesurer la consommation d’énergie et surtout détecter une consommation anormale, piloter les installations, ou encore assurer la maintenance à distance.

Tour d'horizon des solutions IoT pour la gestion énergétique. 

Pour commencer, voyons rapidement comment cela fonctionne. 

L'IoT est comme une chaîne de valeur organisée autour d'un enjeu : la gestion des données. 

Des objets connectés équipés de capteurs intégrés permettent de collecter et transmettre de nombreuses données. 

Des données variées qui peuvent être autour de (par exemple) : 

  • la consommation 
  • des grandeurs physiques (température, humidité...)

donnes iot energies

C'est ainsi que, pour les bâtiments, nous tendons de plus en plus vers des dispositifs de smart home et smart building.

Des bâtiments intelligents qui permettent de diminuer les consommations énergétiques, notamment de chauffage et climatisation.

Pour aller plus loin, voici plusieurs applications possibles grâce à l'IoT :

  • monitorer à distance les installations
  • automatiser l'usage d'éléments de protection ou de confort pour optimiser les consommations
  • détecter la présence de personnes dans les pièces (et activer/désactiver des appareils en conséquences)
  • détecter l'apparition de failles ou de risques

L'objectif de ces fonctionnalités est simple : 

Etre au plus proche des usages des utilisateurs, afin de mieux estimer et optimiser les consommations énergétiques.

 

Les énergies renouvelables et l'IoT

Les énergies renouvelables représentent près de 20% de la consommation totale d'énergie à ce jour en France d'après cette étude menée par le Ministère de la Transition Ecologique. Mais l'objectif reste de développer les énergies renouvelables et de rattraper notre retard.

L'IoT est là encore un allié pour optimiser la gestion des énergies vertes

Quelles sont les particularités ?

Aux points précédemment évoqués se rajoutent des enjeux pour diminuer les coûts et les impacts environnementaux de nos installations énergétiques.

Cela passe par : 

  • la collecte des informations sur l'environnement : prévisions météorologiques, qualité de l’air…
  • la récupération de l’énergie (energy harvesting) afin de prolonger la durée d’utilisation des équipements
C’est le même principe : construire une chaîne de valeur de la donnée intelligente; depuis les capteurs.

Comment ? 

L'intelligence embarquée permet un progrès technologique des équipements, pour la récupération de l’énergie.

L'objectif est d'aller au bout de la démarche d'efficacité énergétique et d'optimiser l’installation IoT elle-même. Cela implique par exemple : 

  • d'installer des capteurs à faible consommation
  • de remonter les données en fonction de l’énergie disponible

L’énergie photovoltaïque est un excellent cas d’usage de cette démarche pour une gestion énergétique optimisée. 

Nous le voyons dans l'exemple qui suit. 

 

Une gestion intelligente de l'énergie : le cas d’EDF ENR

EDF ENR propose aux professionnels et aux particuliers de produire et consommer leur propre électricité solaire. Une solution d'énergie photovoltaïque permettant de réduire leur facture de consommation énergétique. 

En quoi cette solution embarque-t-elle de l'intelligence grâce à l'IoT ?

Il existe plusieurs niveaux. 

1. la production des panneaux solaires est mesurée en temps réel. 

2. l'enjeu est de monitorer les installations. C'est à dire maîtriser la consommation des appareils consommateurs d'énergie. 

3. la solution intègre un volet de prévisions météorologiques. Ces prévisions sont intégrées afin d'optimiser la consommation des utilisateurs. Concrètement, lorsque les prévisions météorologiques annoncent de l'ensoleillement, la production des panneaux photovoltaïques pourra être utilisée pour alimenter le ballon d'eau chaude. 

Ce projet, nous l'avons accompagné pendant 6 mois de l'audit au déploiement, sur les aspects techniques. L'objectif était de déployer une solution pour mesurer la production d’énergie solaire heure par heure. Mais pas seulement.

Nous avons également intégré l'algorithme lié aux prévisions météorologiques précédemment expliquées, développé par EDF ENR. Cet algorithme permet d'analyser la consommation du client, intégrer les prédictions météo et, en fonction de ces données, décider s’il est pertinent d’utiliser l'énergie produite par le panneau solaire pour alimenter le ballon d’eau chaude du client.

En savoir plus et télécharger le cas client

EDF ENR cas client

 

La technologie Azure

Pour mener ce projet, nous avons travaillé avec la technologie Azure IoT Edge de Microsoft.

Une solution que nous trouvons idéale dans cette optique d'intelligence embarquée au plus près des appareils. 

Les avantages de la technologie Azure :

  • Ramener tout le calcul à la périphérie de l'objet
  • Augmenter la résilience du device par rapport aux coupures internet
Aussi, dans ce contexte d'un déploiement à mener sous des délais restreints (ici 4 mois), Azure nous a permis d'accélérer le développement (tout fonctionne en environnement dockerisé) et d'avoir une solution scalable très rapidement. 

 

Envie d'en savoir plus sur les applications des solutions Azure dans un projet du domaine de l'énergie ? 

Visionnez le replay du webinar exclusif réalisé avec Microsoft et EDF ENR autour du projet Yuze.

webinar IoT Azure

 

Gérer les données 

Vous l'aurez compris, au coeur d'un projet d'optimisation de la gestion énergétique tel que celui d'EDF ENR se trouvent les données. 

Ici, l'enjeu est bien de centraliser les données pour :

  • suivre les installations et les productions des panneaux photovoltaïques 
  • traiter et croiser des données en masse, notamment pour les prévisions météorologiques 
  • piloter les mises à jour et configurations à distance

Tout cela est possible grâce à l'expertise Cloud.

Une solution Cloud a plusieurs fonctions dont celle d'assurer la communication avec la flotte d'objets connectés.

Une plateforme Cloud vient ainsi regrouper un ensemble de fonctions qui vont se servir des données présentes sur le Cloud ou renvoyer des données de l’appareil vers le Cloud. 

gestion energies donnees

Enfin, toutes ces données et fonctionnalités sont rassemblées sur une interface. 

Cette interface est mise à disposition du SAV et des techniciens de maintenance pour pouvoir diagnostiquer à distance les problèmes des clients. Cela comprend notamment : 

  • un système d'alerte
  • la détection des boîtiers défectueux
  • l'analyse de l'origine de la défaillance

Une plateforme IoT pour centraliser le suivi de la flotte de device

Le projet EDF ENR illustre bien l'importance de la gestion des devices et du croisement de données.

Aussi, une plateforme IoT peut intégrer des fonctionnalités métiers; c'est à dire des fonctionnalités personnalisées qui viendront appuyer un service client, des installateurs, et les utilisateurs. 

Cela est possible grâce à une plateforme IoT telle que notre solution Rtower. 

La solution de base, standardisée, offre toutes les fonctionnalités attendues par une plateforme IoT de gestion de flotte d'objets connectés (ou device) : suivi d'alertes, localisation des appareils, mises à jour à distance. 

Et la personnalisation permet d'intégrer les spécificités métiers avec : des connecteurs métiers, des API personnalisées, un UI/UX web personnalisé, différents niveaux d'accès, etc.

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5 actions indispensables pour un projet innovant dans l'énergie

Si vous souhaitez mener un projet innovant dans le secteur des énergies, voici 5 actions indispensables à ne pas négliger pour la réussite de votre projet. 

projet iot energies

1. Prévoir les OTA

Les OTA sont des mises à jour réalisées à distance (Over The Air).

Cela est indispensable si vous souhaitez faciliter les opérations de maintenance et renforcer la sécurité de votre parc d'objet connecté. D'autant plus si, comme dans l'exemple d'EDF ENR, vous avez une flotte de plusieurs milliers d'appareils. 

C'est aussi le moyen de lutter contre l'obsolescence du système avec la possibilité d'ajouter des fonctionnalités, de faire évoluer votre flotte d'appareils.

La possibilité de réaliser les mises à jour à distance est à prévoir en amont, dès les phases de conception et développement de votre projet. 

Nous en parlons dans cette vidéo sur la maintenance d'un parc d'objets connectés. 

2. Adopter une approche Agile

Qui dit projet innovant dit agilité. D'autant plus dans un secteur aussi évolutif que l'est celui des énergies renouvelables. 

Pourquoi ? 

L'agilité telle que nous l'appliquons ici consiste à s'adapter au terrain et aux aléas d'un projet. Il ne s'agit pas pour autant d'avancer les yeux bandés, sans cadre ! 

Vous définissez un périmètre qui rassemble bien souvent :

  • un objectif de délai,
  • un budget à ne pas dépasser
  • une vision intégrant des fonctionnalités priorisées (les fonctions que vous souhaitez absolument obtenir)

A partir de ce périmètre, l'équipe projet peut progresser dans le développement de la solution avec transparence. L'approche Agile telle que nous la concevons comprend des points d'avancements réguliers avec l'équipe projet et le Client afin de mesurer les avancements et d'être réactifs pour corriger les bugs éventuels. 

L'immense avantage de cette approche :

  • détecter au plus tôt s'il y a des risques projets (qu'ils soient fonctionnels, budgétaires ou autre)
  • s'adapter continuellement au terrain et aux imprévus
  • rester au plus proche des usages 

Nous en parlons davantage dans cet article "comment sécuriser l'externalisation d'un projet innovant"

 

3. Prévoir des tests terrains : les déploiements pilotes

Les déploiements pilotes sont des déploiements réalisés avec une version non définitive du produit, avec des utilisateurs sélectionnés pour tester. Il s'agit de confronter rapidement le produit aux utilisateurs, au marché.

Le déploiement est une phase projet à part entière. Et pour un projet innovant, cela n'aurait aucun sens d'attendre d'avoir un produit parfaitement terminé pour le déployer. 

Un déploiement pilote permet de faire remonter des axes d’amélioration de l’objet afin d’obtenir un prototype le plus élaboré possible.

Les déploiements pilotes permettent également de recueillir des retours utilisateurs plus tôt dans le processus de développement, ce qui permet de confirmer l’utilité des fonctionnalités, et de former les équipes d'installateurs à être à l'aise avec ce nouveau produit.

4. Prévoir l’évolutivité de la solution 

On le remarque dans de nombreux projets qu’on développer depuis plus de 14 ans chez Rtone : il y a toujours un GAP entre ce qu’a pensé l’équipe et ce qu’on souhaite mettre en œuvre au final. En fonction des usages et des retours des utilisateurs, le projet évolue. Donc il faut pouvoir faire évoluer le produit dans le temps. 

Cela est d’autant plus frappant quand on déploie un produit sur différents pays. 

Et c'est aussi frappant dans un secteur lui même confronté à de nombreuses évolutions. 

Il faut pouvoir être réactif !

La solution IoT continue à vivre et à évoluer.

Il y a des phases d’évolution du produit en fonction des retours du terrain, des évolutions du marché, des évolutions des fonctionnalités existantes (affiner des algorithmes, IHM qu’on va adapter) et parfois, l’ajout de nouvelles fonctionnalités

Cela a été le cas avec le projet EDF ENR. Cette deuxième version du projet a intégré la nouvelle fonctionnalité de gestion du ballon d’eau chaude, et devrait proposer prochainement d'autres fonctionnalités.

 

5. Bien penser les choix technologiques 

Les projets IoT dans l'énergie sont généralement des projets complexes, avec beaucoup de briques technologiques. Bien souvent, ces projets rassemblent des expertises multiples (donc potentiellement plusieurs sous-traitants).

Cela peut rendre compliqué l'assemblage technologique. 

Il est donc stratégique de construire une architecture stable, uniformisée et documentée. Cela représentera la colonne vertébrale du projet. 

Dans le cas d'EDF ENR, une nouvelle étape du projet consiste à reprendre une nouvelle architecture avec Yocto (un framework de compilation d’images Linux). Cette nouvelle architecture permettra d'avoir plus de stabilité et une vision claire sur tout ce qui vient dans l’OS. 

En plus d'avoir une vision complète de l’architecture, cela permet de faciliter la maintenance.

Pourquoi ? une architecture claire et organisée permet d'identifier plus rapidement l'origine d’un bug et d'isoler les problèmes. 

 

 

Vous souhaitez aller plus loin ?

En savoir plus et télécharger le cas client EDF ENR

EDF ENR cas client

 

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