L’optimisation de l’énergie passe par beaucoup de «leviers»: la production d’énergie locale, le stockage et le Demand Response (DR) de manière générale. Quels leviers sont possibles pour un particulier ?

Le DR consiste à modifier la consommation pour répondre à des contraintes, généralement le coût de l’énergie, cette modification peut prendre plusieurs formes:

• réduction de l’intensité pour éviter un pic peak shaving,
• augmenter les creux de consommation valley filling,
• augmentation de l’efficacité des appareils,
• déplacement de la consommation à un moment plus opportun load shifting.

Je rentre plus dans les détails de ces approches et sur l’état de l’art dans mon manuscrit.

Pourquoi mesurer des consommations ?

"Monitoring creates visibility, and visibility drives optimization."

Les particuliers n’ont pas beaucoup d’appareils différents et rarement en simultannés. Quand un appareil est mis en marche c’est généralement pour un besoin immédiat. Cela laisse donc peu de marge de manœuvre à la réorganisation. L’optimisation va donc forcément passer par une baisse de consommation globale (efficacité) ou par un déplacement heures pleines, heures creuses (load shifting).

Mesurer va permettre d’identifier des appareils trop consommateur, ou des motifs de consommation que l’on pourrait déplacer : des maintiens en chauffe la nuit, des consommations en veille qui pourraient être évitées…

Dans tous les cas, il faut que l’instrumentation, s’il y en a, coûte moins cher que le gain potentiel.

Quoi mesurer ?

Cela peut être tentant de chercher à tout mesurer, de cette manière on obtient une vision très fine de tous ses appareils, la part de chacun d’eux dans la facture globale.

Un ancien collègue voulait mesurer la consommation de son imprimante 3D pour savoir l’impact sur sa facture d’énergie et m’a demandé quel matériel installer pour ça.

Avant même de chercher à acheter du matériel de mesure, on peut déjà estimer le gain potentiel; si on considère que en veille l’imprimante (sans parties chauffantes) consomme au maximum 5W: 5W / 1000 × 24h × 365j × 0.2516€/kWh = 11.02€ (43.8kWh) si l’imprimante était utilisée en permanence on aurait une consommation de 11€ pour cet appareil (~44kWh).

Conclusion: acheter de quoi mesurer précisément la consommation coûtera plusieurs années de consommation. Sans parler de coût écologique, il est donc plus raisonnable de mesurer uniquement la consommation globale, ou un départ alimentant plusieurs appareils.

Avec quoi ?

Type d’installation pour la mesure

• capteur intrusif: sous la forme d’une prise mâle/femelle ou de la taille d’un disjoncteur 1 module (en monophasé) lorsque monté sur un rail DIN. Intrusif signife que la puissance de l’appareil mesuré passe au travers de l’appareil de mesure. C’est pratique pour piloter, ces appareils vont généralement intégrer un relais pour ouvrir et fermer le circuit à distance, contraignant à installer, et s’il tombe en panne il peut impacter la charge mesurée en fonction de son état au repos (NO ou NC);

• capteur non-intrusif: ici on trouvera principalement un format module sur rail DIN, la mesure va utiliser un système de pinces (TC, tore etc) pour mesurer la puissance passant au travers un câble. L’avantage est que l’on peut choisir le rapport de puissance de la pince en fonction de l’appareil à mesurer mais dans le résidentiel cela nous intéresse peu, tous les départs sont de faible puissance. La pince doit se mettre sur la phase de l’alimentation à mesurer et non sur un câble groupant phase/neutre/(terre), ce qui limite l’intégration à un tableau électrique. Dernier élément à mentionner : le sens de la pince est important, sous peine de mesurer un courant négatif;

• NILM, pour Nonintrusive load monitoring mais à ne pas confondre avec les capteurs non intrusifs, est en théorie le Graal. L’idée est qu’à partir une mesure unique de plusieurs appareils, voire d’un tableau électrique complet, être capable d’identifier chaque consommation de cette mesure globale en identifiant les harmoniques.

J’essayerais de revenir plus en détail sur le nilm dans un prochain article, en particulier les limites actuelles à identifier certaines catégories d’appareils électriques.

Quelles données lire sur un compteur ?

Un compteur expose ses données sans conserver d’historique, il faut donc le requêter régulièrement.

Généralement les compteurs vont exposer des données «électriques» comme la tension, et le courant par phase et la fréquence du réseau.

Pour du pilotage d’appareil le niveau de puissance courant peut suffire mais pour construire un suivi plus global, le niveau d’énergie est indispensable. À la moindre coupure de comunication le compteur «énergie» continuera de s’incrémenter.

Les compteurs les moins chers n’auront pas la partie «énergie» mais uniquement la partie «puissance» qui nécessitera un calcul d’intégral pour seulement estimer l’énergie consommée.

Quelle plateforme de suivi ?

Jeedom, Home-Assistant ou un simple flow Node-RED les solutions sont nombreuses et vont dépendrent de la complexité des scénarios souhaités, du nombre d’appareil IoT à intégrer et de la diversité de leurs protocoles.

Conclusion

Voilà, je voudrais décrire les différences des différents compteurs du marché et quoi regarder en fonction de vos besoins de monitoring.