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La dynamique énergétique
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PRODUCTION = CONSOMMATION
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Premiers environnements électriques
 Tableaux électriques câblés
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 L’internet des
choses
 Évolution des
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Dans l'habitat d'aujourd'hui, les box Internet sont devenues
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Alcimed a répertorié une dizaine d'offres de box énergie depuis
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Le M2M
 Connecter les objets à internet pour partager
leurs données et les commander à distance
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Nouveaux acteurs (poids lourds)
2010..
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Plateformes IOT
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Défis actuels (1)
 Monde câblé => Monde radio
 Cuivre => Silicium
 Monde centralisé => Monde distr...
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Défis actuels (2)
 Du produit à l’usage
 De l’usage à l’usager
 De l’usager aux services
« Du bâti...
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Nouveau business model
 Passer de la vente de produits « one shot » à une
offre de services énergéti...
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Google Power Meter
“If you cannot measure it, you cannot improve it.”
Lord Kelvin
“You can measure it. ...
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Sen.Se, le dashboard intelligent
« Nous sommes à la fin de l'internet des
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Collecte de données
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Mashup et smart « restitution »
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Sen.Se Now!
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Le SenSePeanut
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Xively (ex Cosm (ex Pachube))
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Xively (https://xively.com/)
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Xively Now!
 Un broker MQTT et WebSockets MQTT
 Un client C pour connecter les devices
 Intégration ...
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Linky le compteur intelligent
- Programme français lancé en 2007
- Déploiement prévu sur 10 ans
- Con...
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Netatmo: Home monitoring
MIAGE M2 St-Marcel3333
Communauté Netatmo
https://www.netatmo.com/fr-FR/weathermap
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Caractéristiques des nouveaux
systèmes énergétiques
 Dynamiques
 Adaptables
 Maintenables à distan...
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Un avenir plus dynamique:
La transition énergétique
“ Avec la connexion des smart grids entre elles, on...
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Nouvelles clés du monde de
l’énergie
 Down Sizing de la production énergétique
 Production localisée
...
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Smart Grids (r)évolution
37
(5)
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Les défis du futur
/ Produire / Capter / Stocker / Distribuer … des Joules
/ Produire / Capter / Stocke...
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Votre futur ?
39 © Mike on Flickr
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Bibliographie
1) Approches dynamiques de la cognition artificielle (A Guillot, E. Daucé,
Lavoisier, P...
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Promotion 2015-16
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Promotion 2014-15
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M2 Le monde de l'énergie, un monde dynamique

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Support de cours pour la formation de Miage M2 Option Energie (https://sites.google.com/site/m2miageenergie/)
Cours de 3h qui a pour objet une réflexion sur les mutations actuelles du monde de l'énergie

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  • Augmentation de la demande de puissance = diminution de la fréquence
    Diminution de la demande de puissance = augmentation de la fréquence
    Les décalages en fréquence sont donc une indication, à un instant donné, de l’écart entre l’offre et la demande de puissance. Il faut que ces variations de fréquence restent dans des limites raisonnables sinon le réseau disjoncte et on a un black out qui peut priver plusieurs millions de personnes d’électricité.
    La fréquence d’un réseau doit être constante pour plusieurs raisons :
    Pour un bon fonctionnement des moteurs alternatifs (machines à laver, outils, etc.)
    Pour certains systèmes électroniques où la fréquence est utilisée pour l’horloge
    Pour les transformateurs qui peuvent ne plus fonctionner si la fréquence est trop différente.
    Pour les auxiliaires des centrales électriques. Ceux-ci alimentent la centrale en air, eau, combustible, etc. Une baisse de fréquence diminue la vitesse d’alimentation alors qu’au contraire on a besoin de qu’elle augmente pour faire remonter la fréquence.
  • On parle aussi d’environnements ubiquitaires/ intelligence ambiante
    Un système ubiquitaire à quatre caractéristiques principales : 
    l'attentivité : « capacité du système à sentir en permanence la présence et la localisation des objets, appareils et personnes, afin de prendre en compte le contexte d'usage »
    l'interaction naturelle : l'accès aux services doit se faire le plus naturellement et le plus intuitivement possible
    la non-intrusivité : notion de « calm technology » ou d'« invisible technology »
    la capacité d'apprentissage
    On associe à cela l'« ubiquitous communication », dont les objectifs sont de favoriser la faible consommation d’énergie, l'interopérabilité, la qualité de service et le temps réel ou haut débit.

    L'intelligence ambiante met en œuvre quatre éléments de base :
    L'ubiquité : la capacité pour l'utilisateur d'interagir (activement ou passivement), n'importe où, avec une multitude d'appareils interconnectés, de capteurs, d'activateurs, et plus globalement avec les systèmes électroniques « enfouis » (embedded software) autour de lui. Tout cela à travers des réseaux adaptés et une architecture informatique très distribuée.
    L'attentivité : la faculté du système à « sentir » en permanence la présence et la localisation des objets, des appareils et des personnes pour prendre en compte le contexte d'usage. Toutes sortes de capteurs sont disponibles à cette fin : caméras, micros, radars, capteurs biométriques (dont de premiers nanocapteurs, ainsi que la technologie des puces et lecteurs à radio-fréquence (RFID) pour l'identification, etc.
    L'interaction naturelle : l'accès aux services doit pouvoir se faire de la façon la plus naturelle / intuitive possible. A la différence de l'interface traditionnelle de l'univers informatique (dénommée WIMP, « Windows, Icons, Menus and Pointing device », (fenêtres, icônes, menus et dispositif de pointage), l'interface homme-machine est multimodale. Elle s'articule autour de la reconnaissance vocale, de la reconnaissance gestuelle et la manipulation d'objets réels.
    L'intelligence : la faculté d'analyse du contexte et l'adaptation dynamique aux situations. Le système doit apprendre en se basant sur les comportements des utilisateurs afin de leur répondre au mieux. Cela implique capacités de stockage d'information, de traitement et algorithmes de modélisation et une approche dite d'intelligence artificielle.

  • Intelligence distribuée
    But de Wiser
    Appréhender les concepts de l’efficacité énergétique dans le logement.
    Optimiser les consommations d’énergie en visualisant la répartition des consommations par usage afin de pouvoir agir avec pertinence sur la gestion de la programmation des charges.
    Paramétrer une installation à des fins d’optimisation de la consommation d’énergie tout en améliorant le confort des occupants.
    Appréhender les contraintes de la RT2012.
    S’ouvrir aux problématiques de la connectivité de la maison (Smart Home) et des usages futurs du Smart Grid.
  • Adaptation à l’environnement / systèmes intelligents
  • Solutions qui font appel à plusieurs métiers (cf. batîment avec le lignting, heating&cooling, puissance, volets ou fenêtres)

  • Pilotage à distance des équipements de la maison
    Tablettes à usage industriel (pour tout ce qui est relève par exemple)
    - Scénarios avec Home cinema où la personne regarde un film, celui-ci est stoppé et on reçoit un pop-up parce que le frigo tombe en panne
    Scénarios où les lumières baissent d’intensité et les volets se ferment lorsqu’on visionne un film
  • Monde cablé => radio: montrer l’IHC avec programmation vs. Cablage
    Monde centralisé => distribué: domotique ou smart grid avec le projet Millener
    Monde hétérogène => intégré: plutôt une conséquence
    Vente de produits => vente de solutions: RSP/monde du cloud

    On doit passer d’un monde isolé à un monde connecté pour obtenir un monde intelligent
  • Monde cablé => radio: montrer l’IHC avec programmation vs. Cablage
    Monde centralisé => distribué: domotique ou smart grid avec le projet Millener
    Monde hétérogène => intégré: plutôt une conséquence
    Vente de produits => vente de solutions: RSP/monde du cloud

    On doit passer d’un monde isolé à un monde connecté pour obtenir un monde intelligent
  • Inventeur du Nabaztag de Violet
  • Inventeur du Nabaztag de Violet
  • Inventeur du Nabaztag de Violet
  • « compteurs communicants », « compteurs évolués » ou « smart meters »
    Italie: pour la fraude
  • - De plus en plus de petits producteurs
    La production doit être localisée à cause des perteset donc du rendement
    Plus rapide d’installer des panneaux photovoltaiques
  • M2 Le monde de l'énergie, un monde dynamique

    1. 1. MIAGE M2 St-Marcel Christophe Saint-Marcel MIAGE M2 Le monde de l’énergie est il un monde dynamique?
    2. 2. MIAGE M2 St-Marcel La dynamique énergétique 2 PRODUCTION = CONSOMMATION http://clients.rte-france.com/lang/fr/visiteurs/vie/courbes.jsp
    3. 3. MIAGE M2 St-Marcel3 Premiers environnements électriques  Tableaux électriques câblés  Equipements ont besoin de puissance  Sécurité et protection électrique  Durée de vie des produits importante
    4. 4. MIAGE M2 St-Marcel4 Environnements pervasifs  L’internet des choses  Évolution des protocoles radio  Réseaux de capteurs basse consommation  Intelligence distribuée
    5. 5. MIAGE M2 St-Marcel5 Nouveaux produits  Schneider Electric Wiser Collection est un système sans fil de gestion intelligente de l'énergie et du confort dans la maison piloté localement ou à distance. Il se compose de sept éléments qui donnent aux particuliers les moyens de visualiser et de contrôler leur consommation d’énergie par équipement (chauffage, éclairage, réfrigérateur, lave linge etc.) et par pièce. Les interfaces web et smartphone proposent le contrôle et la supervision des éléments qui composent la Wiser Collection, localement ou en situation de mobilité. Ce système devrait permettre d'économiser jusqu'a 30% de sa facture énergétique.
    6. 6. MIAGE M2 St-Marcel6 NEST, un « learning thermostat » “ La promesse est simple. Le thermostat, en apprenant quand et comment vous le baissez ou le montez, quand vous êtes dans la maison ou absent, va rapidement devenir intelligent. Selon son concepteur, il lui faudra une semaine d’observation pour commencer à « deviner » la température idéale, et vous faire faire des économies d’énergies. Bien entendu, il est connecté et pilotable à distance, de la maison ou de l’extérieur.” Lundi 13 janvier 2014, Google a annoncé le rachat de Nest Labs, une start-up spécialisée dans les objets « intelligents » pour 3,2 milliards de dollars
    7. 7. MIAGE M2 St-Marcel7 Green Kitchen by Whirlpool © crédit photo : Whirlpool “la plaque à induction calcule la taille de la casserole utilisée et dispense l'énergie nécessaire et suffisante au chauffage. Le four, quant à lui, détecte le type de plats à cuire, quiche ou poulet, afin de réguler sa température.” Une facture énergétique réduite de 70% grâce la cuisine du futur de Whirlpool, voilà de quoi se réjouir. Ce projet écologique verra le jour en 2012, mais en attendant, on peut déjà miser sur une nouvelle gamme d'appareils peu énergivores et design, bientôt sur le marché.
    8. 8. MIAGE M2 St-Marcel8 Nouveaux équipements  Un marché émergent et fragmenté  Protocoles et solutions propriétaires  Solutions coûteuses et difficiles à installer sans professionels
    9. 9. MIAGE M2 St-Marcel9 Nouvelles plateformes  De plus en plus de périphériques sont intelligents et adaptables – Téléphonie mobile – Tablettes tactiles – Home Cinéma
    10. 10. MIAGE M2 St-Marcel10 Box énergie Dans l'habitat d'aujourd'hui, les box Internet sont devenues indispensables. Seule porte d'entrée d'Internet à la maison, leur rôle a évolué à vitesse grand V : la téléphonie fixe et Internet, puis la télévision (offre triple play), ensuite la téléphonie mobile (offre quadri play), et maintenant... l'énergie et la domotique (offre quintuple play, selon Bouygues Telecom) ! De fait, avec un package tout en un, les FAI veulent devenir incontournables dans la maison ultra-connectée du futur, censée être aussi efficiente en énergie. http://www.greenunivers.com/2011/07/les-box-energie-sallient-aux-box- internet-la-bataille-du-smart-home-souvre-60923/
    11. 11. MIAGE M2 St-Marcel11 Box énergie: l’offre Alcimed a répertorié une dizaine d'offres de box énergie depuis 2012. Elles sont fournies par les énergéticiens, comme EDF et sa filiale Edélia avec sa "Energie Box", GDF-Suez (DolceVita) avec la "ZenBox", Electrabel (filiale belge de GDF-Suez) avec la "Smart Energy Box" mais aussi Butagaz avec la "Butabox". La box "BluePod" de la PME Voltalis propose de son côté un service d'effacement diffus de consommation. Direct Energie vient également de lancer ses offres ''Tribu" et "Online" d'auto-relève via des applis mobiles. Ce marché attire également les fournisseurs d'accès à internet concurrents. A l'instar de Bouygues Telecom et Ijenko, dont la box permet le suivi et le contrôle énergétique de l'habitation et inclut un service de coaching des consommateurs. http://www.alcimed.com/html/display_pdf/optimisation-de-lefficacite-energietique-le-controle-de-la- consommation-denergie-via-une-smart-energy-box-fait-elle-rever-le-consommateur-.pdf
    12. 12. MIAGE M2 St-Marcel12 Box énergie: Delta Dore 3000 boxes il y a 2 ans, 50000 boxes aujourd’hui, 100000 boxes d’ici 3 à 4 ans Loïc Heuzé
    13. 13. MIAGE M2 St-Marcel13 Le M2M  Connecter les objets à internet pour partager leurs données et les commander à distance D’ici 2020, on estime à environ 50 milliards le nombre d’appareils matériels connectés dans le monde (2) (2) les objets connectés devraient créer entre 2 700 et 6 200 milliards de dollars de valeur ajoutée à l'économie mondiale d'ici à 2025 (3)
    14. 14. MIAGE M2 St-Marcel14 Nouveaux acteurs (poids lourds) 2010..
    15. 15. MIAGE M2 St-Marcel15 Plateformes IOT http://www.postscapes.com/internet-of-things-platforms/ 117 plateformes ouvertes
    16. 16. MIAGE M2 St-Marcel16 Nouveaux acteurs (poids mi-lourds)
    17. 17. MIAGE M2 St-Marcel17 Nouveaux acteurs (poids légers)
    18. 18. MIAGE M2 St-Marcel18 Défis actuels (1)  Monde câblé => Monde radio  Cuivre => Silicium  Monde centralisé => Monde distribué  Monde hétérogène => Monde intégré  Vente de produits => Vente de solutions A new world of applications will emerge with the variety of sensors, actuators, and devices that become available (4)
    19. 19. MIAGE M2 St-Marcel19 Défis actuels (2)  Du produit à l’usage  De l’usage à l’usager  De l’usager aux services « Du bâtiment à la ville connectée grâce au numérique » 22/09/2016 Loïc Heuzé
    20. 20. MIAGE M2 St-Marcel20 Nouveau business model  Passer de la vente de produits « one shot » à une offre de services énergétiques à la demande – Monitoring énergétique  Google PowerMeter  Sen.Se (http://open.sen.se/)  Xively (https://xively.com/)  Projet Linky  Projet Smartelectricity (MINALOGIC)  Netatmo – Efficacité énergétique  Projet HOMES (www.homesprogramme.com)
    21. 21. MIAGE M2 St-Marcel Google Power Meter “If you cannot measure it, you cannot improve it.” Lord Kelvin “You can measure it. You can improve it.” Google
    22. 22. MIAGE M2 St-Marcel Google integration
    23. 23. MIAGE M2 St-Marcel23 Sen.Se, le dashboard intelligent « Nous sommes à la fin de l'internet des objets » Rafi Haladjian Un portail qui donne du sens à toutes les informations collectées sur internet
    24. 24. MIAGE M2 St-Marcel24 Collecte de données
    25. 25. MIAGE M2 St-Marcel25 Mashup et smart « restitution »
    26. 26. MIAGE M2 St-Marcel Sen.Se Now! 26 Le SenSePeanut Pour 29 €
    27. 27. MIAGE M2 St-Marcel27 Xively (ex Cosm (ex Pachube))
    28. 28. MIAGE M2 St-Marcel28 Moteur de recherche collaboratif
    29. 29. MIAGE M2 St-Marcel29 Xively (https://xively.com/)
    30. 30. MIAGE M2 St-Marcel Xively Now!  Un broker MQTT et WebSockets MQTT  Un client C pour connecter les devices  Intégration avec Salesforce Service Cloud 30 "Simplify the creation, deployment, and management of connected products and solutions on the IoT”
    31. 31. MIAGE M2 St-Marcel31 Linky le compteur intelligent - Programme français lancé en 2007 - Déploiement prévu sur 10 ans - Consultation temps réel à distance - Possibilité de programmer - Plus de relève manuelle
    32. 32. MIAGE M2 St-Marcel32 Netatmo: Home monitoring
    33. 33. MIAGE M2 St-Marcel3333 Communauté Netatmo https://www.netatmo.com/fr-FR/weathermap
    34. 34. MIAGE M2 St-Marcel34 Caractéristiques des nouveaux systèmes énergétiques  Dynamiques  Adaptables  Maintenables à distance  Flexibles
    35. 35. MIAGE M2 St-Marcel Un avenir plus dynamique: La transition énergétique “ Avec la connexion des smart grids entre elles, on est en train de créer un « EnerNet », un Internet de l’énergie partagée en P2P (peer to peer ou pair à pair). L’EnerNet résulte du mariage du numérique et de l’énergétique, une révolution encore plus importante que celle d’Internet pour les 30 prochaines années. Son enjeu est la nécessité de décentralisation des productions énergétiques, qui va souvent à l’encontre des structures centralisées et pyramidales, et donc des pouvoirs établis.” Joel de Rosnay 35
    36. 36. MIAGE M2 St-Marcel Nouvelles clés du monde de l’énergie  Down Sizing de la production énergétique  Production localisée  Temps de mise en production raccourcis 36
    37. 37. MIAGE M2 St-Marcel Smart Grids (r)évolution 37 (5)
    38. 38. MIAGE M2 St-Marcel Les défis du futur / Produire / Capter / Stocker / Distribuer … des Joules / Produire / Capter / Stocker / Distribuer … des données / Produire / Capter / Stocker / Distribuer … des euros Olivier Cottet =S= Forum 5i, le 2 juin 2016 38
    39. 39. MIAGE M2 St-Marcel Votre futur ? 39 © Mike on Flickr
    40. 40. MIAGE M2 St-Marcel40 Bibliographie 1) Approches dynamiques de la cognition artificielle (A Guillot, E. Daucé, Lavoisier, Paris, 2002 2) Programmez N°159 – Koneki, le développement M2M simplifié – Benjamin Cabé, 2013 3) http://www.lemonde.fr/technologies/article/2014/01/14/google-fait-la- troisieme-acquisition-de-son-histoire_4347592_651865.html 4) Orange Open Home Automation Infrastructure - J.M. Ortholand, A. Bottaro, Journées OSGi, 24 novembre 2011 5) Automated Linear Function Submission-Based Double Auction as Bottom- up Real-Time Pricing in a Regional Prosumers’ Electricity Network, 22 juillet 2015 Cette présentation est à retrouver à l’adresse http://fr.slideshare.net/saintmar/m2-presentation-energy
    41. 41. MIAGE M2 St-Marcel41 Promotion 2015-16 http://bit.ly/2d9x9Vn Promotion 2014-15 http://bit.ly/1EA3lKu Promotion 2013-14 http://bit.ly/1gbxJ1A Promotion 2012-13 http://bit.ly/1gbxAey Energy maps Mind maps construites par les étudiants en deux temps sur la base de: - concept primaire, le monde de l'énergie - concept secondaire, la dynamique

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