LearningGrid by Grenoble, de quoi s’agit-il ?

Pourquoi la notion de microgrid est-elle aussi centrale, parmi les enjeux liés à la transition énergétique ?

“Les bâtiments intelligents à haute efficacité énergétique sont désormais bien connus, et leur réalisation tend à se répandre. Mais passer à l’échelle d’un quartier suppose de franchir des seuils de complexité très importants. C’est l’une des raisons pour laquelle il existe encore si peu d’exemples de microgrids en France, c’est-à-dire de quartiers produisant localement de l’énergie, autoconsommant cette production, et fonctionnant comme un réseau presque autonome, tout en étant relié au réseau principal”, relèvent Alain Bortolin, directeur des sites Schneider Electric à Grenoble.

Un living lab de 3 000 personnes

Or c’est tout l’intérêt du LearningGrid by Grenoble. Le campus offre des espaces divers – formation, fonctionnement d’ateliers professionnels dans les domaines par exemple de la coiffure, de la boulangerie, de la carrosserie auto, mais aussi des activités d’hébergement (via l’internat), de restauration, d’activités sportives et de loisirs, de transport au sein du campus – reproduisant la vie économique et sociale d’une petite ville de 3 000 habitants. Cela lui confère la dimension d’une “smart city”, d’autant plus idéale qu’il existe un gestionnaire unique, la CCI de Grenoble, et non une multiplicité d’interlocuteurs (copropriétaires, syndics, bailleurs…) rendant la conduite de l’expérimentation beaucoup plus complexe.

Comment ça marche ?

Concrètement, le “Smart Campus” permettra de monitorer et de piloter l’énergie et les fluides dans tous les espaces de production, laboratoires et ateliers, dans les espaces pédagogiques et de travail (salles de cours, bureaux…) et dans les lieux de vie (self, cafétéria, hôtel des alternants, salles de sport, rues et espaces extérieurs…), tout en se situant au meilleur niveau de performance sur le plan de la transition énergétique. Cela requiert plusieurs niveaux d’interventions – diagnostic  des six bâtiments, phase d’études des actions d’efficacité énergétique à mettre en œuvre, puis étape de réalisation des systèmes et équipements – qui expliquent le montant de l’investissement et la durée du projet (lancement en 2016 pour un démarrage opérationnel en 2018-2019).

Des systèmes intelligents optimisant en permanence les données collectées

La seconde phase, celle qui déterminera les actions d’efficacité énergétique à entreprendre pour réduire les surconsommations, est essentielle. C’est à ce moment que seront définis les moyens de production d’énergie décarbonnée nécessaires au fonctionnement de l’ensemble – panneaux photovoltaïques, centrale de cogénération – ainsi que les dispositifs de récupération d’énergie (récupération de chaleur par exemple au niveau des fours de boulangerie) de stockage, et tous les systèmes d’information “intelligents” permettant de prédire, communiquer les besoins énergétiques, agir à distance sur la production d’énergie, l’exécution des actions d’effacement, etc. “C’est simple : compte tenu des grilles tarifaires pratiquées par les fournisseurs d’énergie, il est plus intéressant pour un particulier de chauffer son ballon d’eau chaude aux heures creuses. Mais demain, sur le campus, si la production d’énergie photovoltaïque est forte au moment de l’ensoleillement optimal et que l’énergie est disponible en surplus au niveau du microgrid, alors nos systèmes de pilotage interviendront pour déclencher de façon automatique le chauffage des ballons d’eau chaude. Ils intègrent les prévisions météo et réagissent à tous les paramètres de température, ensoleillement, enregistrés pour optimiser la décision en permanence”, explique Sylvain Paineau, directeur open innovation Europe de Schneider Electric.

Organiser la flexibilité de la production et du stockage

“Ce qui est totalement innovant sur l’IMT, c’est cette notion de pilotage et gestion d’énergie à l’échelle d’un quartier !, résume Alain Bortolin. Des équipements d’appoint, comme une centrale de cogénération, viendront produire de l’électricité et de l’eau chaude pour combler les manques au service de la communauté. Celle-ci sera couplée à des batteries de stockage. Grâce à cette souplesse des moyens de production d’énergie et à cette auto-consommation organisée à l’échelle du microgrid, le système s’auto-équilibre localement, poursuit Alain Bortolin. C’est évidemment très différent d’une maison équipée de panneaux photovoltaïques qui reverse sa production à l’ensemble du réseau, laquelle vient s’ajouter à toutes les autres fonctionnant au même moment, créant un pic de production d’énergie en journée, quand la demande en France n’est peut-être pas à son niveau le plus élevé ! Ici, nous écrêtons en permanence les pics et les creux, ce qui est très vertueux en termes d’efficacité énergétique.” Et les experts se prennent à rêver. Car si de nombreux quartiers fonctionnaient de cette façon, nul besoin de surdimensionner des réseaux électriques ou des capacités de production revenant très cher aux utilisateurs, pour répondre à des situations de pics de demande ou de black-out éventuels…

Une gageure technologique anticipant les solutions de demain

Pour que la réalisation d’un tel microgrid devienne possible, encore fallait-il réunir les solutions de production, de stockage, de pilotage intelligent de l’énergie, disponibles. Or la plupart d’entre elles n’ont été développées et mises sur le marché que très récemment. “Le LearningGrid by Grenoble est un concentré des dernières technologies couvrant l’ensemble de nos métiers, tout en réunissant toutes les caractéristiques d’un living lab. On est là dans la vraie vie, avec de vraies personnes qui consomment et utilisent les énergies. En ce sens, ce projet a vocation à devenir un centre de référence mondial capitalisant sur nos innovations”, affirme Sylvain Paineau.

L’innovation pédagogique

Mais, et c’est aussi sa principale vocation, le LearningGrid by Grenoble doit servir de support de formation à l’éco-responsabilité énergétique pour tous les métiers de l’IMT, et viser l’excellence dans ce domaine, du niveau CAP aux bac+2. “Le LearningGrid by Grenoble fournira aux apprentis de tous les secteurs professionnels des outils de monitoring pour leurs ateliers et laboratoires. Les futurs boulangers, par exemple, devront connaître, outre le coût des composants comme la farine, l’eau et le sel, quelle part représente le prix de l’énergie dans une baguette de pain. Peut-être s’apercevra-t-on qu’il est plus important qu’attendu, et que les différents leviers d’optimisation à leur portée se révèlent vraiment intéressants ! Même chose pour évaluer l’impact de l’eau chaude et d’un sèche-cheveux dans la coiffure, dont les indicateurs énergétiques pourront être variabilisés pour être intégrés au coût final d’une prestation”, commente Thomas Viron, directeur de l’IMT. Le cockpit énergétique constituera à ce titre le lieu privilégié pour réaliser les simulations. Avec l’introduction de modules de formation et sensibilisation dédiés à la composante énergétique dans toutes les sections de l’IMT, les équipes pédagogiques n’excluent pas la mise en place d’un label ou d’une mention spécifique venant reconnaître cette spécialité “efficacité énergétique” acquise par les apprenants, de nature à les distinguer sur le marché de l’emploi. Des modules portant sur l’efficacité énergétique seront dispensés pour tous les métiers enseignés à l’IMT.

Une filière énergie dotée des technologies de rupture

Pour le pôle “développement durable et énergie” déjà présent au sein de l’IMT, la décision de bâtir un microgrid représente bien sûr une opportunité clé, et le gage pour les élèves de bénéficier des technologies les plus avancées. “Ce qui est véritablement intéressant dans cette réalisation, c’est qu’elle ne s’adresse pas, comme souvent dans le secteur de l’énergie, à une population de bac+12. C’est dès le CAP d’électricien ou d’installateur thermique, et jusqu’aux bac+3, que la dimension pédagogique s’exerce, sur des outils et équipements préfigurant les solutions d’avenir. Demain, ces futurs salariés, dirigeants et artisans seront en mesure d’être les acteurs de la transition énergétique dans leur métier”, énonce Alain Bortolin. La question est d’importance, puisque toutes les enquêtes réalisées par le ministère de l’Environnement, l’Ademe, recoupées au niveau des organisations professionnelles, font état d’un manque de compétences avérées dans les domaines de l’installation, la maintenance de systèmes énergétiques, des technologies des énergies renouvelables ou celles liées au développement du véhicule électrique ou de l’éco-construction. Ce qui avait incité la CCI et l’IMT, membres de la commission du pôle de compétitivité Tenerrdis, à se positionner très tôt sur cette filière.

Une large ouverture pour diffuser les formations

Plus largement, c’est l’ensemble de l’écosystème qui bénéficie d’un tel équipement, puisqu’il est déjà question de l’ouvrir aux salariés d’entreprises pour de la formation continue et à des demandeurs d’emploi qui s’orienteraient vers la green économie. Sans compter les start-up innovantes, grâce, notamment, à l’appui de la société européenne Kic innoEnergy implantée à Grenoble, et aux réseaux du pôle de compétitivité Tenerrdis. Par ailleurs, une entreprise comme Dalkia France vient déjà de confier à l’IMT la formation de l’ensemble de ses alternants BAC et BTS pour la région Centre Est Méditerranée, soit une quarantaine d’apprenants présents dès la rentrée 2016 !

Le cœur du microgrid, le cockpit énergétique

Véritable tour de contrôle et de monitoring énergétique du campus, le cockpit énergétique sera le lieu d’accueil des formations et d’expérimentations appliquées à la thématique énergie pour toutes les filières professionnelles. Ce bâtiment à énergie positive (standard de construction Bepos selon la réglementation thermique 2020) de 400 m² abritera donc un espace d’accueil, le poste centralisé des systèmes de gestion d’énergie, un show-room de démonstration, des salles de réunion et de formation. Il s’agit du seul nouvel édifice construit dans le cadre du projet.Il donnera toute la visibilité du LearningGrid by Grenoble aux élèves du campus qui y réaliseront leurs simulations. Cet outil pédagogique sera aussi ouvert à d’autres élèves et visiteurs extérieurs.
E. Ballery