La blockchain, future colonne vertébrale des réseaux d'énergie intelligents
La blockchain fait son chemin hors du secteur financier. Cette technologie qui sous-tend le bitcoin et les autres monnaies électroniques permet d'organiser et d'enregistrer toutes sortes de transactions de manière décentralisée et théoriquement infalsifiable. Des fonctionnalités qui commencent à intéresser les industriels de l'énergie et de la construction, comme Engie ou Bouygues Immobilier. Ils expérimentent des applications de la blockchain, qui, espèrent-ils, leur permettront d'optimiser, sécuriser et réduire les coûts d'exploitation des smart grids.
"La blockchain est un élément de technologie, avec le big data, à mettre en lien avec les phénomènes d'autoconsommation et de micro-réseaux (comme les quartiers disposant de leur propre centrale solaire, ndlr)", explique Flavien Vottero, directeur d'études économiques chez Xerfi. Cette production d'électricité hors du réseau traditionnel entraîne de nouveaux besoins comme l'organisation des transferts d'énergie locaux et des transactions financières associées, ou la certification de l'origine renouvelable de la production.
Renforcer la sécurité
L'une des expérimentations les plus avancées en France se trouve à Lyon, dans l'éco-quartier Confluence. Avec des partenaires comme Enedis et Schneider, Bouygues Immobilier travaille sur plusieurs applications de la blockchain. Premier cas d'usage : la gestion des droits d'accès aux données énergétiques, dans le cas de copropriétés avec des capacités de production et de consommation d'énergie renouvelables. Il faut être capable de gérer les différents niveaux d'autorisations d'accès et garder une trace de ces accès. "Le GDPR (règlement européen sur les données personnelles, qui entre application en mai 2018, ndlr) renforce les protections, mais les enjeux énergétiques nécessitent la disponibilité et la manipulation des données", explique Zakaria Rafa, en charge des "technologies disruptives" à la direction innovation de Bouygues Immobilier. "Nous savons déjà faire tout cela avec les solutions existant sur le marché, mais nous voulons voir si la blockchain permet de réduire les coûts et de renforcer la sécurité."
Autre cas d'usage étudié : l'échange d'électricité. L'idée serait de réunir tous les participants à la production d'énergie renouvelable du quartier sur une blockchain, qu'il s'agisse d'habitations, de commerces ou de sièges sociaux. Toutes ces parties prenantes pourraient s'échanger à prix coûtant l'électricité qu'ils produisent en fonction de leurs besoins afin de limiter au maximum l'utilisation du réseau national : un commerce pourrait par exemple faire appel à la production des panneaux solaires de bureaux fermés le weekend. Les "smart contracts", des programmes intégrés à la blockchain et qui déclenchent automatiquement des actions pourvu qu'un certain nombre de conditions soient remplies, permettent de vérifier sans intervention humaine que celui qui demande accès à l'électricité en a le droit, et que celui qui fournit l'énergie est en capacité de le faire. Ces transactions pourraient être gérées grâce à des tokens, des sortes de jetons pris en charge par la blockchain et associés à une monnaie électronique comme l'ether. "Nous réfléchissons à une potentielle ICO (une vente publique de tokens ou de monnaie électronique) auprès des usagers intéressés par l'autoconsommation, afin de financer l'installation de l'infrastructure", complète Zakaria Rafa.
"En plaçant des capteurs dans les lieux de production verte, nous savons exactement la quantité d'électricité ainsi produite, et nous l'inscrivons sur la blockchain."
Autre enjeu lié à l'utilisation d'énergies renouvelables : certifier leur origine "verte" lorsqu'elles passent par le réseau national, opéré par Enedis et RTE. La société d'autopartage française Clem, qui opère des véhicules et stations de recharge électriques, a testé une solution en ce sens dans la ville chinoise de Hanzou avec deux partenaires : la start-up spécialiste du suivi énergétique Evolution Energie, et Dotvision, qui conçoit du hardware et des systèmes d'exploitation IoT. "En plaçant des capteurs dans les lieux de production verte à l'échelle d'une certaine zone, nous savons exactement la quantité d'électricité ainsi produite, et nous l'inscrivons sur la blockchain", explique Erwin Guizouarn, PDG d'Evolution Energie. Il est ensuite possible de déduire, par rapport au reste de la production, la part d'énergie renouvelable disponible. Les smart contracts permettraient même d'aller plus loin en interdisant de consommer de l'électricité qui ne proviendrait pas du renouvelable, même s'il est pour l'instant difficile de se passer des sources traditionnelles d'électricité.
"Si nous n'utilisions pas la blockchain, nous devrions passer par une base de données garantie par un tiers de confiance comme Veritas, alors qu'avec la blockchain, nous avons une preuve mathématique et cela nous coûte moins cher", se satisfait Guillaume Pelletier, PDG de Dotvision. Démarré en septembre 2017, le projet va sortir de la phase d'expérimentation. Cette utilisation de la blockchain démarrera d'abord à l'international dans les nouvelles stations qu'installera Clem. L'entreprise compte ensuite basculer tous ses anciens clients en France sur cette plateforme en 2018. Ce sera en revanche à eux de passer des accords avec les producteurs locaux d'énergie renouvelable.
Parmi les autres projets que l'on peut citer, le pionner mondial est Brooklyn Microgrid à New York , où est testé depuis 2016 par Siemens et la start-up L03 Energy un système de production et d'échanges locaux d'électricité via la blockchain. A la recherche de nouvelles sources d'énergie depuis la catastrophe nucléaire de 2011, la préfecture de Fukushima a annoncé en septembre qu'elle expérimentera, elle-aussi, la technologie décentralisée pour répartir les surplus d'électricité renouvelable produits par 1 000 foyers. Et face à tous ces projets d'échange d'énergie sur la blockchain, plusieurs monnaies électroniques et tokens dédiés ont récemment été lancés, comme Grid+, Power Ledger ou Solar Bankers.
Rentabilité incertaine
Certaines expérimentations ont prouvé leur faisabilité technique mais pas encore leur faisabilité commerciale, notamment en termes de rentabilité. C'est le problème qu'a rencontré Engie, qui a testé dans l'Yonne un système de surveillance des fuites d'eau et de demande d'intervention automatisé. L'entreprise a codé un smart contract qui recevait les informations provenant des compteurs d'eau, détectait des consommations anormales, donc des fuites potentielles, puis déclenchait un appel à un partenaire plombier. "Si le coût des transactions sur la blockchain Ethereum continue à augmenter, son utilisation pourrait être plus onéreuse qu'une infrastructure IT classique", regrette Etienne Gehain, coordinateur du programme R&D Digital chez ENGIE. Avec d'autres fournisseurs d'énergie mondiaux comme Tepco ou Singapore Power, Engie participe à l'Energy Web Foundation, où est développée une blockchain adaptée au secteur de l'énergie, qui requiert des coûts de transaction très faibles et une capacité à gérer beaucoup plus d'opérations par minute.
Autre problème des blockchain actuelles : leur forte consommation d'électricité, due au processus de vérification des transactions (le "minage"), qui requiert une énorme puissance informatique afin de résoudre des calculs complexes. Dotvision a dû développer ses propres solutions pour gérer les échanges d'électricité après avoir constaté une situation particulièrement incongrue, raconte son patron Erwin Guizouarn. "Lorsque nous avons commencé à nous intéresser à la blockchain il y a deux ans, nous avons testé différentes blockchains existantes. Mais nous nous sommes rendu compte que l'énergie qu'elles consommaient pour enregistrer une transaction était supérieure au flux d'énergie transféré, avec un rapport qui dépassait allégrement les 1 pour 10." D'autant qu'il n'y a aucune garantie que l'électricité utilisée par la blockchain est d'origine renouvelable. Une situation intenable lorsqu'on promeut l'utilisation des énergies vertes.
Si un certain nombre de doutes doivent encore être levés, la blockchain semble être l'allié naturel pour accompagner les changements à l'œuvre : "C'est parce que la production d'énergie commence à se décentraliser qu'il faut aussi décentraliser sa distribution", résume Erwin Guizouarn. Preuve en est, même les producteurs et distributeurs historiques comme EDF, Engie ou Enedis, se penchent sur ces solutions alors qu'ils ont à perdre dans cette décentralisation. "Engie souhaite accompagner le mouvement," réfute Etienne Gehain. "Nous voulons produire renouvelable. Or cela se fait à des échelles beaucoup plus petites. Nous devenons donc des producteurs locaux ou des prescripteurs auprès de nos clients pour les accompagner dans leur production. D'ailleurs, nous arrivons à un seuil où cette production locale devient compétitive par rapport à la production centralisée. Nous avons donc toutes les raisons d'abandonner la centralisation." "Ces mastodontes historiquement fermés font beaucoup de communication face au risque d'ubérisation dans le secteur de l'énergie. C'est l'ancien monde qui voit le nouveau bouger, et qui veut quand même en faire partie", raille Flavien Vottero.