Des chercheurs financés par l’UE utilisent l’IA et les technologies satellites pour rendre l’infrastructure d’énergie renouvelable du continent plus fiable.
Par Jack McGovan
Les panneaux solaires et les éoliennes ont dû être fermés en Grèce pendant une courte période en mai de cette année parce que le réseau électrique national n’était pas en mesure d’absorber la quantité d’énergie produite.
Pour l’ingénieur en électronique Effie Makri, cela met en évidence l’un des principaux problèmes liés au passage aux sources d’énergie renouvelables.
« À mesure que les sources d’énergie renouvelables sont de plus en plus largement adoptées, la fermeture des infrastructures d’énergie renouvelable va être plus répandue », a déclaré Makri.
L’Europe s’efforce d’accroître massivement l’utilisation des énergies renouvelables, avec un objectif de 45 % d’énergie provenant des énergies renouvelables d’ici 2030 dans le cadre de la stratégie de l’UE. REPowerEU Plan.
L’un des problèmes des énergies renouvelables est qu’elles sont intermittentes. Il y a des périodes où le soleil ne brille pas ou le vent ne souffle pas. Il y a aussi des périodes où, comme en Grèce, l’énergie produite est trop importante pour que les infrastructures énergétiques puissent la gérer, ce qui entraîne une surcharge du système.
Prévoir la production et la demande d’énergie
Makri dirige un projet de recherche appelé INTIMÉ qui a reçu un financement de l’UE pour exploiter la puissance combinée de l’IA, de l’apprentissage automatique et des données d’observation de la Terre (OT) des satellites européens afin d’améliorer la prévision et la gestion de l’offre et de la demande d’énergie. Le projet, qui est géré par l’Agence européenne pour le programme spatial (EUSPA) pour le compte de la Commission européenne, a débuté en 2022 et se poursuivra jusqu’en avril 2025.
Être capable de prédire à l’avance la quantité d’énergie qui sera produite et consommée pourrait empêcher des arrêts du système, comme celui de la Grèce, de se produire à l’avenir.
L’équipe de chercheurs de Makri, qui travaille pour la société grecque Future Intelligence à Athènes, s’est associée à des spécialistes de l’énergie et des communications en Grèce, en Irlande et en Espagne. Ils étudient les moyens d’exploiter les technologies de pointe pour relever le défi consistant à fournir à l’Europe un approvisionnement énergétique à la fois sûr et durable.
L’approche développée par l’équipe RESPONDENT s’appuie sur les données du programme Copernicus, du volet OT du programme spatial de l’UE et des services Galileo. Selon Makri, cela pourrait contribuer à rendre l’Europe plus indépendante sur le plan énergétique, car les modèles utiliseraient des satellites européens.
EO ajoute de la valeur
Les travaux réalisés sont financés par EUSPAqui promeut l’utilisation des données européennes d’observation de la Terre dans des services pratiques à valeur ajoutée comme celui proposé par RESPONDENT. Il s’agit d’un marché en pleine expansion qui devrait passer de 3,4 milliards d’euros en 2023 à près de 6 milliards d’euros en 2033.
En combinant ces données avec de nouvelles capacités d’IA et d’apprentissage automatique, ils peuvent créer un modèle capable de prendre en compte un large éventail de facteurs ayant un impact sur l’approvisionnement énergétique. Il s’agit notamment de l’évolution des conditions météorologiques et des différents profils d’utilisateurs en fonction de trois types d’utilisateurs distincts : résidentiel, industriel et commercial.
« Chacun de ces types d’utilisateurs a ses propres habitudes de consommation », a déclaré Makri.
Ces informations peuvent être utilisées pour mieux répartir l’électricité sur le réseau. Par exemple, lors d’une journée froide, il peut être préférable de diriger davantage d’électricité vers les habitations qui ont des besoins de chauffage plus élevés.
Ce qui est important, cependant, c’est la relation entre l’énergie distribuée et l’électricité produite : une distribution efficace peut sembler différente un jour ensoleillé ou nuageux.
Des démonstrations pilotes des solutions proposées doivent avoir lieu dans un parc solaire à Athènes, en Grèce, et chez un opérateur de réseau de distribution dans le Grand Barcelone, en Espagne, plus tard cette année et en 2025.
Prévisions météorologiques extrêmes
Au cours de leurs recherches, Makri et son équipe ont constaté que les événements météorologiques extrêmes peuvent également avoir un impact sur les résultats de leurs calculs. Bien que cela n’ait pas été prévu au départ, ils ont décidé d’intégrer ce facteur dans leur modèle.
Ils rejoignent ainsi les préoccupations de Francesco Parisio, un ingénieur logiciel italien. Il a dirigé un projet de recherche de deux ans financé par l’UE au sein de la start-up berlinoise LiveEO, spécialisée dans l’exploitation des données EO pour fournir des informations exploitables aux entreprises, aux décideurs politiques et aux gestionnaires d’infrastructures vitales, y compris les fournisseurs d’énergie.
« Les phénomènes météorologiques extrêmes deviennent plus fréquents et plus intenses, et les prévisions à moyen et long terme laissent présager que cette tendance va s’aggraver », a-t-il déclaré. « Cela met à rude épreuve nos infrastructures essentielles. »
En 2022, LiveEO était l’une des 74 entreprises récompensées par un Conseil européen de l’innovation Subvention d’accélération pour développer un service de surveillance en temps réel pour les réseaux d’infrastructures utilisant une combinaison de données satellitaires, d’IA et d’algorithmes d’apprentissage automatique.
Appelé EO dans le tempsleur projet de recherche s’est terminé avec succès en mars de cette année, aboutissant à une surveillance avancée service capable d’évaluer rapidement les dommages causés aux infrastructures après une tempête et même de prédire les zones de faiblesse potentielle future.
Voir à travers les nuages
Le service utilise un type particulier de données satellite, le radar à synthèse d’ouverture (SAR), capable de recueillir des informations détaillées sur la surface, comme la structure et l’humidité. L’un des principaux avantages de l’imagerie SAR est que, contrairement à la technologie optique, elle peut « voir » à travers l’obscurité, les nuages et la pluie, détectant ainsi des changements qui seraient autrement difficiles à repérer.
En temps normal, un humain doit évaluer manuellement l’intégrité de l’infrastructure énergétique, soit à pied, soit dans les airs à l’aide d’un hélicoptère ou d’un avion. Les satellites peuvent donner de meilleurs résultats, selon Parisio.
« Nous avons pu repérer des dégâts qu’un hélicoptère n’aurait pas pu détecter », a-t-il déclaré. Au-delà de l’analyse rapide des dégâts causés par la tempête, ils peuvent également examiner l’impact de la végétation sur les infrastructures, par exemple en détectant les problèmes de santé des arbres qui pourraient mettre en danger les lignes électriques à l’avenir. Pour valider leurs modèles, ils ont envoyé des experts évaluer les arbres identifiés comme problématiques par le système et ont constaté que leurs prévisions étaient correctes.
Le système peut également couvrir une large gamme, EOinTime surveillant déjà plus de 100 000 km d’infrastructures pour détecter les risques liés à la végétation, dans tous les pays européens, pour la multinationale énergétique allemande E.ON.
Après avoir mené des projets pilotes sur la plupart des continents dans des pays comme l’Allemagne, l’Australie, les États-Unis et l’Indonésie, LiveEO a pu réduire le temps de réponse pour détecter un problème et informer ses clients de plusieurs jours à quelques heures.
Les prochaines étapes visent à réduire encore davantage ce phénomène, en collaboration avec de grands partenaires industriels comme Deutsche Bahn et E.ON.
« Toute interruption de service est coûteuse, dangereuse et a un impact important sur la société », a déclaré Parisio. « En cas de panne d’électricité, chaque minute compte. »
Les recherches présentées dans cet article ont été financées par le programme Horizon de l’UE, notamment, dans le cas d’EOinTime, par l’intermédiaire du Conseil européen de l’innovation (EIC). Les opinions des personnes interrogées ne reflètent pas nécessairement celles de la Commission européenne.
Plus d’informations
Cet article a été initialement publié dans Horizon le magazine de la recherche et de l’innovation de l’UE.
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