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Le projet SmartElectricity

David Excoffier
Project Leader - Sogeti High Tech
(david.excoffier@sogeti.com)




INEOV – 7 juin 2011
Le pôle de compétitivité mondial minalogic
• Sur un espace géographique donné, un pôle
  rassemble :
      Des industriels (PME/PMI, grands groupes)
      Des centres de recherche
      Des centres de formation
   engagés dans une démarche de partenariat (au
   moins 2 industriels et un centre de recherche)
   destinée à dégager des synergies autour de
   projets innovants, intégrant des technologies
   complémentaires.

        minalogic labellisé en juillet 2005,
             189 membres aujourd’hui.
• Le pôle accélère les projets collaboratifs en
  animant et structurant un écosystème; Par son
  réseau, il favorise l’innovation locale, et labellise
  des projets afin d’obtenir des financements.


• Objectif des projets collaboratifs de
  minalogic:                                                   71 pôles en France.
                                                          (5 pôles à vocation mondiale)
   Contribuer à la création, la mise au point et la
   production de produits et services en micro et
   nano technologies et en logiciel embarqué.
                                INEOV – 07 juin 2011                                      2
Où sont ces micro et nano technologies ?




INEOV – 07 juin 2011                       3
Le projet SmartElectricity: 2006-2010


                                                                   Pourquoi ?

                                                                      Accroître l’efficacité énergétique dans le
                                                                       domaine de l’électricité par une connaissance
                                                                       fine de sa distribution et de son utilisation
                                                                      Développer les briques technologiques qui
                                                                       contribueront à la création de nouveaux services
                                                                       (usager, fournisseur d’énergie, exploitant) .
       Partenaires:                                                  Mettre en place des barrières concurrentielle
            Grands Groupes : France Telecom, Mecagis, Schneider       technologique (solution « intelligente »,
             Electric, Sogeti High Tech                                intégration poussée)
            PME : Scalagent, GEG, SEPC, Open
            Laboratoires : CEA , INPG – G2ELab, UJF-LIG


    Comment ?                                                      Quand ? Combien ?
    Un effort de recherche réparti en 5 sous projets :                Effort Global : 127 h.an sur 4 ans:
     SIM - Système d’interface mécatronique                                   De novembre 2006 à Novembre 2010
    MILOTI : Modules d’Intégration de Logiciels de                   Budget Total : 20,4 M€
    Télécommande Innovants                                            Labellisé par Minalogic le : 12/12/2005
     MICOTI : Micro capteurs Magnétiques de Mesure de
                                                                                     Répartition de l'effort
    Courant et Traitements Intégrés
     IT-CW : Instrumentation des tableaux, contrôle en wireless       37%
                                                                                                                 Groupes Industriels
    Gateway : Passerelle de services efficacité                                                                  PME
    énergétique                                                                                        55%       Laboratoires
                                                                              8%
                                         INEOV – 07 juin 2011
Contexte du projet SmartElectricity


• En France:
    L’industrie consomme moins d’1/3 de l’électricité finale.
    Le résidentiel et le tertiaire 67% via le chauffage, l’électroménager,
     l’éclairage, l’informatique.

• En Europe:
    En 2009: Pour l’Union Européenne 80% des foyers doivent être équipés de
     compteurs communicants d’ici à 2020, la totalité d’ici 2022.


    Aujourd’hui, la Commission européenne veut, d’ici à 2020:
      - Diminuer les émissions de gaz à effet de serre de 20%
      - Et améliorer l’efficacité énergétique d’autant.
    Elle estime que les compteurs intelligents contribueront à réduire les
     dépenses d’énergie de 10%.



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La libéralisation du marché de l’énergie
• Déroulement du projet de novembre 2006 à novembre 2010 dans un
  contexte réglementaire « tonique » :
    1er Juillet 2004 – Libéralisation du marché de l’énergie pour le commerce & l’industrie.
    La déréglementation du marché de l’énergie impose une séparation des métiers de
     Producteurs d’énergie, Transporteur (RTE), Distributeur (ERDF), Fournisseurs.
    1er Juillet 2007 - Libéralisation du marché de l’énergie pour les particuliers:
   – Volonté de l’Europe et de la CRE (Commission de Régulation de l’Energie) de stimuler la
     concurrence entre fournisseurs d’énergie: Cadre favorable à de nouvelles offres
     différenciées permettant aux clients « de choisir librement ». Amener une amélioration des
     informations aux consommateurs: Facturation sur données réelles, restitution d’informations
     de consommation….
   – Volonté de maîtrise de l’énergie, traduite dans la Directive de 2006 sur l’efficacité
     énergétique et au cœur des préoccupations du Conseil Européen et du Grenelle de
     l’Environnement.
   – Une traduction concrète en France qui s’est précisée le 2 septembre 2010 avec un décret
     sur le compteur communicant qui prévoit un déploiement à partir de 2012 (100% d’ici 2020).
• La « Smart Box »
   – s’affirme de + en + comme une solution de demain, spécialisée dans le support de
     services d’efficacité énergétique pour le fournisseur d’énergie,
   – en complément du compteur communicant dont les fonctionnalités seront quasiment
     exclusivement dédiées au distributeur (télé-relève, intervention à distance)

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Le sous-projet SmartElectricity Gateway


                                                                Pourquoi ?

                                                                •     Offrir une plateforme et une infrastructure
                                                                      permettant de développer une offre de nouveaux
                                                                      e-services dans le cadre de la distribution
                                                                      électrique.

                                                                •     Encourager le développement de services à
                                                                      valeur ajoutée.
Partenaires industriels et universitaires:
 Schneider Electric, GEG, France Telecom, Scalagent,
            Sogeti High Tech, Open, UJF-LIG.

Comment ?
Développer une infrastructure d'intégration de services qui :   Quand, Combien ?
                                                                      48 h.an sur 4 ans de novembre 2006 à 2010
   apporte une couche d’abstraction à la diversité des
    équipements électriques.                                          5,7 M€.
                                                                    Spec                      Spec
   offre la capacité à développer des bibliothèques
    logicielles applicatives et à gérer leur cycle de vie.                       Developpement
   permette la connexion et l’interopérabilité avec le                               Integration
    monde Internet.
                                                                            Démo vA    Démo vB
   garantisse la sécurité d’accès, la confidentialité et
    l’intégrité des données.                                    T0          12        24            36     48
                                  INEOV – 07 juin 2011
Le sous-projet SmartElectricity Gateway
                    2006 - Gérer efficacement la consommation
                      électrique
                    Infrastructures de services d’efficacité énergétique
                        Etudier les besoins des services d’efficacité énergétique
  Résidentiel &         Prototyper une infrastructure Internet globale pour la
 Tertiaire                fourniture de ces services
                        Prototyper une plate-forme locale d’exécution des services,
                          administrable à distance.
                    Solutions techniques innovantes
                         Plate-forme et capteurs installés dans le tableau électrique.
 Site pilote             Logiciel SOA & OSGi™ embarqué
- Immeuble               Administration locale et distante via web services.
(résidentiel) à
Grenoble.                Infrastructure Machine-to-Machine, unifiant les données
- Maison                  transmises de façon bidirectionnelle.
individuelle, et         Serveur de traitement des données électriques distant.
appartements dans
Grenoble.                Portail web accessible par chaque client.




                      INEOV – 07 juin 2011
Architecture globale du projet
                                      1. Exigences & cas d’utilisations
                                                                                 Développeurs &
                                                                                 concepteurs de
                                                                                 services

       Portail web pour                        Serveurs Backoffice
      utilisateurs finaux                                                     3. Workshop
             & GEG
                                                                          Opérateurs & superviseurs
   7. Expérimentation                                                     Des passerelles
                                               2. Architecture
                                                                           6. Administration
  Lien M2M

                    5. Middleware




                              Passerelles
                            SmartElectricity

4. Plateforme de services


     Testeur 1
                                                                               Testeur 3

                                                   Testeur 2
                            INEOV – 07 juin 2011
Smart Electricity Gateway : Services dédiés à
                     l’efficacité énergétique


                                   Services pour les clients
                                   • Tableau de bord
                                   • Vue de l’historique de la consommation
                                   • Décomposition de la consommation par types d’équipements.
                                   • Alarmes de surconsommation
                                   • Tarification flexible selon une grille horaire
                                   • Commande à distance du système de climatisation.




 Web & serveur                                                          Chauffe-eau électrique
  d’application
                                                                        Système de climatisation chaud/froid

                                        Internet
                                                                        Compteur électrique
   Infrastructure
d’administration
                                                                        Compteur gaz
         distante




     Services du fournisseur d’énergie
     • Délestage d’équipements
     • lecture distante des index d’énergie                      Plateforme de services
     • Surveillance des équipements à distance
                                                                 Infrastructure de communication (M2M)




                     INEOV – 07 juin 2011
Administration des passerelles
• 2008: Administration locale de la passerelle (via PDA).
• 2009: Administration distante du parc de passerelles SmartElectricity.
• Fonctionnalités:

    Géo-localisation du parc de passerelles SmartElectricity.

    Visualisation des caractéristiques d’une passerelle et de leur état:
       - Coordonnées de l’utilisateur.
       - Informations techniques sur la passerelle (n de série, version de l’os…).
       - Services déployés sur la passerelle…

    Diagnostic à distance de l’état de la passerelle et de ses capteurs :
       - interrogation des index du compteur électrique associé.
       - Information de déploiement/désactivation d’un service sur une passerelle.

    Visualisation de l’état des passerelles, et des défaillances:
       - Connectivité interrompue, arrêt inopiné d’une passerelle…

    Pilotage à distance d’un équipement relié à une passerelle.
       (chauffage)


                             INEOV – 07 juin 2011
Administration des passerelles




INEOV – 07 juin 2011             12
Environnement de tests: Vue générale


                                   WWW                         WWW


                                                Système
         Clients GEG - testeurs              d’information           Responsable GEG




 Lien M2M




                         Contrôleur
                       SmartElectricity




Logement testeur 1
                                                                                 Logement testeur 3
                                          Logement testeur 2
                       Expérimentation menée pendant deux ans
                        INEOV – 07 juin 2011
Vue détaillée d’un site pilote
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Bus Euridis

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Lien Ethernet

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Liaison dédiée

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Réseau électrique

                            Système                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Liaison radio

                         d’information
                        SmartElectricity                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Mesure consommation
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Typage consommation
                                                                                                                                                                                                                                                                                               Ballon
                                                                                                                                                                                                                                                                                  Eau Chaude Sanitaire
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Courbe de charge
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Alertes sur consommation

                                                                                                                                                                                                                                                                  Pilotage équipements
                                                                                                                                                                                                                                                              Heures pleines/heures
                                                                                                                                                                                                                                                             creuses flexibles
                                                                                                                             Lien                                                                                                                             Délestage                                                      Capteur de mesure
                                                                                                                             M2M                                                                                                                                                                                                   Watteco
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 Module de sortie
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      230V




                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              Disjoncteur de
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              branchement

                                                                                                                                                                                                                                                                             Prise
                                                                                                                                                                                                                                                                         Radio-pilotable
                                                                                                                                                                                                                                                                                                       Contrôleur
                                                                                                                                                                                                                                                                                                     SmartElectricity
                                                                                                                                                                                                                                                                               Coupleur CPL
                                                                                                         Bus Euridis

                                                                                                         Lien Ethernet

                                                                                                         Liaison dédiée

                                                                                                         Réseau électrique

                                                                                                         Liaison radio




                             Ballon
                 Eau Chaude Sanitaire




                                                                     Capteur de mesure


                                                      Module de sortie
                                                           230V
                                                                          Watteco


                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Coupleur CPL
                                                                                             Disjoncteur de
                                                                                             branchement


          Prise




                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Compteur
      Radio-pilotable

                                          Contrôleur
                                        SmartElectricity

           Coupleur CPL

                                            Coupleur CPL

                                                                                               Compteur
                                                                                               Bleu
                                                                                               Electronique
ADSL box




                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Bleu
                                                                           Capteur Euridis




                               Logement testeur




                                                                                                                                                                                                                                                                    ADSL box                                                                                    Electronique
                                                                                                                                                                                                                                         Bus Euridis

                                                                                                                                                                                                                                         Lien Ethernet




                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    Capteur Euridis
                                                                                                                                                                                                                                         Liaison dédiée

                                                                                                                                                                                                                                         Réseau électrique

                                                                                                                                                                                                                                         Liaison radio




                                                                                                                                                             Ballon
                                                                                                                                                 Eau Chaude Sanitaire




                                                                                                                                                                                                     Capteur de mesure
                                                                                                                                                                                                          Watteco

                                                                                                                                                                                      Module de sortie
                                                                                                                                                                                           230V




                                                                                                                                                                                                                             Disjoncteur de




                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              Lecture index CBE
                                                                                                                                                                                                                                                                                              Logement d’un testeur
                                                                                                                                                                                                                             branchement


                                                                                                                                          Prise
                                                                                                                                      Radio-pilotable

                                                                                                                                                                          Contrôleur
                                                                                                                                                                        SmartElectricity




                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Télé-relève
                                                                                                                                           Coupleur CPL

                                                                                                                                                                            Coupleur CPL

                                                                                                                                                                                                                               Compteur
                                                                                                                                                                                                                               Bleu
                                                                                                                                                                                                                               Electronique
                                                                                                                                ADSL box
                                                                                                                                                                                                           Capteur Euridis




                                                                                                                                                               Logement testeur




                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Courbe de charge
                                                                                                                                                                                                                                                                  INEOV – 07 juin 2011                                                  Alertes sur consommation
Mais aussi… au final

• Intégration de la gestion d’autres types de fluides pour étendre les
  possibilités de la passerelle, et les usages associés :
   - Electricité.
   - Eau (capteur France Telecom).
   - Gaz (capteur Open).


- Des services enrichis basés sur les besoins et les usages, et
  déployés sur les passerelles à la demande :
   - Relevés à distance des compteurs.
   - Détection des différents équipements électriques.
   - Pilotage fin de la consommation des équipements à distance (gestion fine
     d’une dalle chauffante)
   - Détection de fuites
   - Détection d’appareils défectueux.
   - Informations plus précises à destination des clients.




                    INEOV – 07 juin 2011
Possibilités d’exploitation
                        Expérimentations: possiblités d’exploitation


Dans le cadre résidentiel et des bâtiments tertiaires:

1. Offres de services de gestion de l’énergie exclusivement tournées
vers l'intérêt du client: services pour l'aider à maîtriser sa facture
énergétique en mode passif (conseil, alertes...) ou intrusif
(délestage à distance).
2. Offres de services liés aux autres fluides (gaz, eau).
3. Offres de services domotique (gestion et optimisation du
chauffage, gestion de l’éclairage,…) .




                        INEOV – 07 juin 2011
Consommation par usage




INEOV – 07 juin 2011
Consommation par période d’utilisation




INEOV – 07 juin 2011
Consommation HC/HP détaillée




INEOV – 07 juin 2011
Historique de la consommation quotidienne




             INEOV – 07 juin 2011
Consommation d’eau




                       M.Nobody




INEOV – 07 juin 2011
Pilotage du chauffage à distance




INEOV – 07 juin 2011
Tableau de bord
En conclusion
• Réalisation d’une passerelle de services liés à l’efficacité énergétique et d’un
  écosystème pour les concevoir :
    - Création d’une passerelle permettant une gestion multi-fluides (électricité, gaz, eau),
      extensible et modulaire.
    - Administration distante et unifiée de l’ensemble des compteurs.
    - Création de services d’efficacité énergétique basés sur des usages et des retours
      utilisateurs réels:
        - Informations de consommation basées sur des relevés temps réel.
        - Pilotage à distance d’équipements (chauffage, délestage).
        - Gestion du cycle de vie complet : création, tests, déploiement dynamique à la demande de
          nouveaux services.
    - Création d’un portail web dédié aux utilisateurs de ces services pour voir les statistiques
      et les informations de consommation.
• Une collaboration réelle entre partenaires universitaires et industriels, dans le
  cadre du pôle de compétitivité Minalogic a permis une accélération du transfert de
  technologie vers l’industrie.


                    Le projet SmartElectricity (dans son ensemble) a obtenu le Label
                    Green de minalogic (Grenoble Efficacité Energétique).
Ce label a pour vocation de récompenser les projets du pôle visant à développer des
   technologies qui permettent d'augmenter l'efficacité énergétique des puces miniaturisées
   intelligentes, avec pour critère de diminuer d'au moins 30% la consommation d'énergie.
                         INEOV – 07 juin 2011
Contact
                                     David Excoffier
                          david.excoffier@sogeti.com
                                     Sogeti High Tech
                              485 avenue de l’Europe
                       38330 Montbonnot Saint Martin
                                               France
INEOV – 07 juin 2011                                    26
Les sous-projets de SmartElectricity


                   Addendum




   INEOV – 07 juin 2011
SIM: Système d’Interface Mécatronique


                                                                 Pourquoi
                                                   Intégrer au cœur de l’appareillage
                                                   électromécanique :
                                                   - Carte d’identité produit
                                                   - Informations liées à de vie du produit
                                                   - Détection d’états mécaniques
                                                   - Transmission vers le système de contrôle
•   Partenaires                                                De manière :
    Schneider-Electric
                                                               - Miniaturisé
    CEA-LETI
                                                               - Économique


          Comment ?                                            Quand, Combien
       Détection d’états sans contacts                        45 h.an sur 4 ans
       Communication sans fils                                7,8 M€
       Stockage d’informations longue durée
                                                                                 X
       Fonctionnement sans alimentation                               X
                                                           X                              X
        propre
       Intégration sur microsystème
                                                      T0          12        24       36         48

                            INEOV – 07 juin 2011                                                     28
MICOTI - MIcro capteurs magnétiques de mesure de
                          COurant et Traitement Intégré




                                                 Challenge :
                                                 Réaliser une rupture dans le domaine de la
                                                 mesure de courant pour l’appareillage
                                                 électrique grâce aux microtechnologies et au
                                                 traitement du signal intégré
• Partenaires : Schneider Electric, IMPHY        Le projet comprend démonstration de
    Alloys & Mecagis, CEA - LETI, LEG-
    INPG                                         faisabilité, prototypage et tests


            Comment?                                                Quand, Combien
    Développer en technologie intégrée sur                      22 h.an sur 3 ans
     silicium des capteurs de champ                              3,9 M€
     magnétique et des coupleurs inductifs
     extrêmement miniaturisés, dotés d’un           WP1 : Microsystème de mesure de courant par mesure de
     traitement de signal embarqué sur la           champ magnétique

     puce
                                                    WP2 : Microsystème de couplage inductif intégré


                                                  T0                12                  24              36
                          INEOV – 07 juin 2011                                                               29
MILOTI Modules d’Intégration de Logiciels de
                                  MILOTI - - Modules d’Intégration de Logiciels de
                                  Télécommande Innovants
                                  Télécommande Innovants


                                                                          Pourquoi
                                                         •    Enrichir le tableau électrique industriel et tertiaire
                                                              de fonctions de communication innovantes
                                                         •    Dans un environnement fortement contraint
                                                              (fiabilité,   sécurité,    coût,   encombrement,
                                                              température)
                                                         •    Adopter une approche modulaire adaptable à la
                                                              variabilité des gammes
                                                                Maillon      Smart     Electricity
                                                              indispensable pour des équipements
• Partenaires : Schneider Electric, Sogeti
    HighTech*, Silicomp*, Open*
                                                              « Power & Control »


           Comment ?                                                    Quand, Combien
    Etudier un concept innovant de modules                           5 h.an sur 3 ans
    électroniques de communication ouverts et
    associables à l’ensemble des équipements                         1,5 M€
    traditionnels de contrôle électrique
    (disjoncteurs, centrales de mesure,...)
   Modélisation et Architecture externe du système                   X
   Adoption d’une architecture modulaire (HW&SW)             X
                                                                                                X
   Ouverture multi protocoles de communication
    (Ethernet, Modbus, Profibus, CanOpen …)
                                                             T0   4          12            24          36
                                  INEOV – 07 juin 2011                                                             30
IT-CW Modules d’Intégration de Logiciels
                             MILOTI:-Instrumentation Tableau- Contrôle de
                             Wireless
                             Télécommande Innovants

                                                              Pourquoi ?
                      • Partenaires:
                            Schneider
                                                              Conjonction de 2 phénomènes :
                            Electric
                                                              • prolifération des câbles de communication
                            SEPC (ILEVO)                       dans les armoires électriques
                            CEA Leti                         • nouvelles possibilités des technologies wireless

                                                                            Garantir fiabilité et sécurité
                                                                            Réduire les Coûts




Comment ?                                                Quand ? Combien ?
3 Applications Industrielles :                            7 h.an sur 4 ans
   iMCC/PLC : Communication dans les armoires
                                                          1,5 M€
    électriques industrielles : technologie CPL
   Bouton Industriel sans fil et sans pile : UWB très    Application CPL
                                                          : iMCC / PLC
    basse consommation et très robuste
                                                                        Application Bouton
   Bouton d’Arrêt de Sécurité sans fil : UWB avec                      Industriel
    fonction de localisation                                                            Application Bouton
                                                                                        d ’Arrêt de Sécurité



                             INEOV – 07 juin 2011        T0           12           24               36         48   31
Gateway Distribution Electrique


                                                     Pourquoi ?

                                                     • Offrir une plateforme et une
                                                       infrastructure permettant de développer
                                                       une offre de nouveaux e-services dans le
                                                       cadre de la distribution électrique.

                                                     •     Encourager le développement de services
                                                          à valeur ajoutée.
Partenaires industriels et universitaires:
   Schneider Electric, GEG, France Telecom,
   Scalagent, Sogeti High Tech, Open, UJF-LIG.

  Comment ?
  Développer une infrastructure d'intégration de     Quand, Combien ?
      services qui :                                     48 h.an sur 4 ans de novembre 2006 à 2010
   apporte une couche d’abstraction à la                5,7 M€
      diversité des équipements électriques.                                     Spec
                                                      Spec
   offre la capacité à développer des
      bibliothèques logicielles applicatives et à                   Developpement
      gérer leur cycle de vie.
   permette la connexion et l’interopérabilité                          Integration
      avec le monde Internet.
                                                               Démo vA    Démo vB
   garantisse la sécurité d’accès, la
      confidentialité et l’intégrité des données.
                                                     T0        12        24            36   48
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  • 1. Le projet SmartElectricity David Excoffier Project Leader - Sogeti High Tech (david.excoffier@sogeti.com) INEOV – 7 juin 2011
  • 2. Le pôle de compétitivité mondial minalogic • Sur un espace géographique donné, un pôle rassemble :  Des industriels (PME/PMI, grands groupes)  Des centres de recherche  Des centres de formation engagés dans une démarche de partenariat (au moins 2 industriels et un centre de recherche) destinée à dégager des synergies autour de projets innovants, intégrant des technologies complémentaires. minalogic labellisé en juillet 2005, 189 membres aujourd’hui. • Le pôle accélère les projets collaboratifs en animant et structurant un écosystème; Par son réseau, il favorise l’innovation locale, et labellise des projets afin d’obtenir des financements. • Objectif des projets collaboratifs de minalogic: 71 pôles en France. (5 pôles à vocation mondiale) Contribuer à la création, la mise au point et la production de produits et services en micro et nano technologies et en logiciel embarqué. INEOV – 07 juin 2011 2
  • 3. Où sont ces micro et nano technologies ? INEOV – 07 juin 2011 3
  • 4. Le projet SmartElectricity: 2006-2010 Pourquoi ?  Accroître l’efficacité énergétique dans le domaine de l’électricité par une connaissance fine de sa distribution et de son utilisation  Développer les briques technologiques qui contribueront à la création de nouveaux services (usager, fournisseur d’énergie, exploitant) .  Partenaires:  Mettre en place des barrières concurrentielle  Grands Groupes : France Telecom, Mecagis, Schneider technologique (solution « intelligente », Electric, Sogeti High Tech intégration poussée)  PME : Scalagent, GEG, SEPC, Open  Laboratoires : CEA , INPG – G2ELab, UJF-LIG Comment ? Quand ? Combien ? Un effort de recherche réparti en 5 sous projets :  Effort Global : 127 h.an sur 4 ans:  SIM - Système d’interface mécatronique De novembre 2006 à Novembre 2010 MILOTI : Modules d’Intégration de Logiciels de  Budget Total : 20,4 M€ Télécommande Innovants  Labellisé par Minalogic le : 12/12/2005  MICOTI : Micro capteurs Magnétiques de Mesure de Répartition de l'effort Courant et Traitements Intégrés  IT-CW : Instrumentation des tableaux, contrôle en wireless 37% Groupes Industriels Gateway : Passerelle de services efficacité PME énergétique 55% Laboratoires 8% INEOV – 07 juin 2011
  • 5. Contexte du projet SmartElectricity • En France:  L’industrie consomme moins d’1/3 de l’électricité finale.  Le résidentiel et le tertiaire 67% via le chauffage, l’électroménager, l’éclairage, l’informatique. • En Europe:  En 2009: Pour l’Union Européenne 80% des foyers doivent être équipés de compteurs communicants d’ici à 2020, la totalité d’ici 2022.  Aujourd’hui, la Commission européenne veut, d’ici à 2020: - Diminuer les émissions de gaz à effet de serre de 20% - Et améliorer l’efficacité énergétique d’autant.  Elle estime que les compteurs intelligents contribueront à réduire les dépenses d’énergie de 10%. INEOV – 07 juin 2011 5
  • 6. La libéralisation du marché de l’énergie • Déroulement du projet de novembre 2006 à novembre 2010 dans un contexte réglementaire « tonique » :  1er Juillet 2004 – Libéralisation du marché de l’énergie pour le commerce & l’industrie.  La déréglementation du marché de l’énergie impose une séparation des métiers de Producteurs d’énergie, Transporteur (RTE), Distributeur (ERDF), Fournisseurs.  1er Juillet 2007 - Libéralisation du marché de l’énergie pour les particuliers: – Volonté de l’Europe et de la CRE (Commission de Régulation de l’Energie) de stimuler la concurrence entre fournisseurs d’énergie: Cadre favorable à de nouvelles offres différenciées permettant aux clients « de choisir librement ». Amener une amélioration des informations aux consommateurs: Facturation sur données réelles, restitution d’informations de consommation…. – Volonté de maîtrise de l’énergie, traduite dans la Directive de 2006 sur l’efficacité énergétique et au cœur des préoccupations du Conseil Européen et du Grenelle de l’Environnement. – Une traduction concrète en France qui s’est précisée le 2 septembre 2010 avec un décret sur le compteur communicant qui prévoit un déploiement à partir de 2012 (100% d’ici 2020). • La « Smart Box » – s’affirme de + en + comme une solution de demain, spécialisée dans le support de services d’efficacité énergétique pour le fournisseur d’énergie, – en complément du compteur communicant dont les fonctionnalités seront quasiment exclusivement dédiées au distributeur (télé-relève, intervention à distance) INEOV – 07 juin 2011 6
  • 7. Le sous-projet SmartElectricity Gateway Pourquoi ? • Offrir une plateforme et une infrastructure permettant de développer une offre de nouveaux e-services dans le cadre de la distribution électrique. • Encourager le développement de services à valeur ajoutée. Partenaires industriels et universitaires: Schneider Electric, GEG, France Telecom, Scalagent, Sogeti High Tech, Open, UJF-LIG. Comment ? Développer une infrastructure d'intégration de services qui : Quand, Combien ?  48 h.an sur 4 ans de novembre 2006 à 2010  apporte une couche d’abstraction à la diversité des équipements électriques.  5,7 M€. Spec Spec  offre la capacité à développer des bibliothèques logicielles applicatives et à gérer leur cycle de vie. Developpement  permette la connexion et l’interopérabilité avec le Integration monde Internet. Démo vA Démo vB  garantisse la sécurité d’accès, la confidentialité et l’intégrité des données. T0 12 24 36 48 INEOV – 07 juin 2011
  • 8. Le sous-projet SmartElectricity Gateway 2006 - Gérer efficacement la consommation électrique Infrastructures de services d’efficacité énergétique Etudier les besoins des services d’efficacité énergétique Résidentiel & Prototyper une infrastructure Internet globale pour la Tertiaire fourniture de ces services Prototyper une plate-forme locale d’exécution des services, administrable à distance. Solutions techniques innovantes  Plate-forme et capteurs installés dans le tableau électrique. Site pilote  Logiciel SOA & OSGi™ embarqué - Immeuble  Administration locale et distante via web services. (résidentiel) à Grenoble.  Infrastructure Machine-to-Machine, unifiant les données - Maison transmises de façon bidirectionnelle. individuelle, et  Serveur de traitement des données électriques distant. appartements dans Grenoble.  Portail web accessible par chaque client. INEOV – 07 juin 2011
  • 9. Architecture globale du projet 1. Exigences & cas d’utilisations Développeurs & concepteurs de services Portail web pour Serveurs Backoffice utilisateurs finaux 3. Workshop & GEG Opérateurs & superviseurs 7. Expérimentation Des passerelles 2. Architecture 6. Administration Lien M2M 5. Middleware Passerelles SmartElectricity 4. Plateforme de services Testeur 1 Testeur 3 Testeur 2 INEOV – 07 juin 2011
  • 10. Smart Electricity Gateway : Services dédiés à l’efficacité énergétique Services pour les clients • Tableau de bord • Vue de l’historique de la consommation • Décomposition de la consommation par types d’équipements. • Alarmes de surconsommation • Tarification flexible selon une grille horaire • Commande à distance du système de climatisation. Web & serveur Chauffe-eau électrique d’application Système de climatisation chaud/froid Internet Compteur électrique Infrastructure d’administration Compteur gaz distante Services du fournisseur d’énergie • Délestage d’équipements • lecture distante des index d’énergie Plateforme de services • Surveillance des équipements à distance Infrastructure de communication (M2M) INEOV – 07 juin 2011
  • 11. Administration des passerelles • 2008: Administration locale de la passerelle (via PDA). • 2009: Administration distante du parc de passerelles SmartElectricity. • Fonctionnalités:  Géo-localisation du parc de passerelles SmartElectricity.  Visualisation des caractéristiques d’une passerelle et de leur état: - Coordonnées de l’utilisateur. - Informations techniques sur la passerelle (n de série, version de l’os…). - Services déployés sur la passerelle…  Diagnostic à distance de l’état de la passerelle et de ses capteurs : - interrogation des index du compteur électrique associé. - Information de déploiement/désactivation d’un service sur une passerelle.  Visualisation de l’état des passerelles, et des défaillances: - Connectivité interrompue, arrêt inopiné d’une passerelle…  Pilotage à distance d’un équipement relié à une passerelle. (chauffage) INEOV – 07 juin 2011
  • 13. Environnement de tests: Vue générale WWW WWW Système Clients GEG - testeurs d’information Responsable GEG Lien M2M Contrôleur SmartElectricity Logement testeur 1 Logement testeur 3 Logement testeur 2 Expérimentation menée pendant deux ans INEOV – 07 juin 2011
  • 14. Vue détaillée d’un site pilote Bus Euridis Lien Ethernet Liaison dédiée Réseau électrique Système Liaison radio d’information SmartElectricity Mesure consommation  Typage consommation Ballon Eau Chaude Sanitaire  Courbe de charge  Alertes sur consommation Pilotage équipements  Heures pleines/heures creuses flexibles Lien  Délestage Capteur de mesure M2M Watteco Module de sortie 230V Disjoncteur de branchement Prise Radio-pilotable Contrôleur SmartElectricity Coupleur CPL Bus Euridis Lien Ethernet Liaison dédiée Réseau électrique Liaison radio Ballon Eau Chaude Sanitaire Capteur de mesure Module de sortie 230V Watteco Coupleur CPL Disjoncteur de branchement Prise Compteur Radio-pilotable Contrôleur SmartElectricity Coupleur CPL Coupleur CPL Compteur Bleu Electronique ADSL box Bleu Capteur Euridis Logement testeur ADSL box Electronique Bus Euridis Lien Ethernet Capteur Euridis Liaison dédiée Réseau électrique Liaison radio Ballon Eau Chaude Sanitaire Capteur de mesure Watteco Module de sortie 230V Disjoncteur de Lecture index CBE Logement d’un testeur branchement Prise Radio-pilotable Contrôleur SmartElectricity  Télé-relève Coupleur CPL Coupleur CPL Compteur Bleu Electronique ADSL box Capteur Euridis Logement testeur  Courbe de charge INEOV – 07 juin 2011  Alertes sur consommation
  • 15. Mais aussi… au final • Intégration de la gestion d’autres types de fluides pour étendre les possibilités de la passerelle, et les usages associés : - Electricité. - Eau (capteur France Telecom). - Gaz (capteur Open). - Des services enrichis basés sur les besoins et les usages, et déployés sur les passerelles à la demande : - Relevés à distance des compteurs. - Détection des différents équipements électriques. - Pilotage fin de la consommation des équipements à distance (gestion fine d’une dalle chauffante) - Détection de fuites - Détection d’appareils défectueux. - Informations plus précises à destination des clients. INEOV – 07 juin 2011
  • 16. Possibilités d’exploitation Expérimentations: possiblités d’exploitation Dans le cadre résidentiel et des bâtiments tertiaires: 1. Offres de services de gestion de l’énergie exclusivement tournées vers l'intérêt du client: services pour l'aider à maîtriser sa facture énergétique en mode passif (conseil, alertes...) ou intrusif (délestage à distance). 2. Offres de services liés aux autres fluides (gaz, eau). 3. Offres de services domotique (gestion et optimisation du chauffage, gestion de l’éclairage,…) . INEOV – 07 juin 2011
  • 17. Consommation par usage INEOV – 07 juin 2011
  • 18. Consommation par période d’utilisation INEOV – 07 juin 2011
  • 20. Historique de la consommation quotidienne INEOV – 07 juin 2011
  • 21. Consommation d’eau M.Nobody INEOV – 07 juin 2011
  • 22. Pilotage du chauffage à distance INEOV – 07 juin 2011
  • 24. En conclusion • Réalisation d’une passerelle de services liés à l’efficacité énergétique et d’un écosystème pour les concevoir : - Création d’une passerelle permettant une gestion multi-fluides (électricité, gaz, eau), extensible et modulaire. - Administration distante et unifiée de l’ensemble des compteurs. - Création de services d’efficacité énergétique basés sur des usages et des retours utilisateurs réels: - Informations de consommation basées sur des relevés temps réel. - Pilotage à distance d’équipements (chauffage, délestage). - Gestion du cycle de vie complet : création, tests, déploiement dynamique à la demande de nouveaux services. - Création d’un portail web dédié aux utilisateurs de ces services pour voir les statistiques et les informations de consommation. • Une collaboration réelle entre partenaires universitaires et industriels, dans le cadre du pôle de compétitivité Minalogic a permis une accélération du transfert de technologie vers l’industrie. Le projet SmartElectricity (dans son ensemble) a obtenu le Label Green de minalogic (Grenoble Efficacité Energétique). Ce label a pour vocation de récompenser les projets du pôle visant à développer des technologies qui permettent d'augmenter l'efficacité énergétique des puces miniaturisées intelligentes, avec pour critère de diminuer d'au moins 30% la consommation d'énergie. INEOV – 07 juin 2011
  • 25. Contact David Excoffier david.excoffier@sogeti.com Sogeti High Tech 485 avenue de l’Europe 38330 Montbonnot Saint Martin France INEOV – 07 juin 2011 26
  • 26. Les sous-projets de SmartElectricity Addendum INEOV – 07 juin 2011
  • 27. SIM: Système d’Interface Mécatronique Pourquoi Intégrer au cœur de l’appareillage électromécanique : - Carte d’identité produit - Informations liées à de vie du produit - Détection d’états mécaniques - Transmission vers le système de contrôle • Partenaires De manière : Schneider-Electric - Miniaturisé CEA-LETI - Économique Comment ? Quand, Combien  Détection d’états sans contacts  45 h.an sur 4 ans  Communication sans fils  7,8 M€  Stockage d’informations longue durée X  Fonctionnement sans alimentation X X X propre  Intégration sur microsystème T0 12 24 36 48 INEOV – 07 juin 2011 28
  • 28. MICOTI - MIcro capteurs magnétiques de mesure de COurant et Traitement Intégré Challenge : Réaliser une rupture dans le domaine de la mesure de courant pour l’appareillage électrique grâce aux microtechnologies et au traitement du signal intégré • Partenaires : Schneider Electric, IMPHY Le projet comprend démonstration de Alloys & Mecagis, CEA - LETI, LEG- INPG faisabilité, prototypage et tests Comment? Quand, Combien  Développer en technologie intégrée sur  22 h.an sur 3 ans silicium des capteurs de champ  3,9 M€ magnétique et des coupleurs inductifs extrêmement miniaturisés, dotés d’un WP1 : Microsystème de mesure de courant par mesure de traitement de signal embarqué sur la champ magnétique puce WP2 : Microsystème de couplage inductif intégré T0 12 24 36 INEOV – 07 juin 2011 29
  • 29. MILOTI Modules d’Intégration de Logiciels de MILOTI - - Modules d’Intégration de Logiciels de Télécommande Innovants Télécommande Innovants Pourquoi • Enrichir le tableau électrique industriel et tertiaire de fonctions de communication innovantes • Dans un environnement fortement contraint (fiabilité, sécurité, coût, encombrement, température) • Adopter une approche modulaire adaptable à la variabilité des gammes Maillon Smart Electricity indispensable pour des équipements • Partenaires : Schneider Electric, Sogeti HighTech*, Silicomp*, Open* « Power & Control » Comment ? Quand, Combien Etudier un concept innovant de modules  5 h.an sur 3 ans électroniques de communication ouverts et associables à l’ensemble des équipements  1,5 M€ traditionnels de contrôle électrique (disjoncteurs, centrales de mesure,...)  Modélisation et Architecture externe du système X  Adoption d’une architecture modulaire (HW&SW) X X  Ouverture multi protocoles de communication (Ethernet, Modbus, Profibus, CanOpen …) T0 4 12 24 36 INEOV – 07 juin 2011 30
  • 30. IT-CW Modules d’Intégration de Logiciels MILOTI:-Instrumentation Tableau- Contrôle de Wireless Télécommande Innovants Pourquoi ? • Partenaires: Schneider Conjonction de 2 phénomènes : Electric • prolifération des câbles de communication SEPC (ILEVO) dans les armoires électriques CEA Leti • nouvelles possibilités des technologies wireless Garantir fiabilité et sécurité Réduire les Coûts Comment ? Quand ? Combien ? 3 Applications Industrielles :  7 h.an sur 4 ans  iMCC/PLC : Communication dans les armoires  1,5 M€ électriques industrielles : technologie CPL  Bouton Industriel sans fil et sans pile : UWB très Application CPL : iMCC / PLC basse consommation et très robuste Application Bouton  Bouton d’Arrêt de Sécurité sans fil : UWB avec Industriel fonction de localisation Application Bouton d ’Arrêt de Sécurité INEOV – 07 juin 2011 T0 12 24 36 48 31
  • 31. Gateway Distribution Electrique Pourquoi ? • Offrir une plateforme et une infrastructure permettant de développer une offre de nouveaux e-services dans le cadre de la distribution électrique. • Encourager le développement de services à valeur ajoutée. Partenaires industriels et universitaires: Schneider Electric, GEG, France Telecom, Scalagent, Sogeti High Tech, Open, UJF-LIG. Comment ? Développer une infrastructure d'intégration de Quand, Combien ? services qui :  48 h.an sur 4 ans de novembre 2006 à 2010  apporte une couche d’abstraction à la  5,7 M€ diversité des équipements électriques. Spec Spec  offre la capacité à développer des bibliothèques logicielles applicatives et à Developpement gérer leur cycle de vie.  permette la connexion et l’interopérabilité Integration avec le monde Internet. Démo vA Démo vB  garantisse la sécurité d’accès, la confidentialité et l’intégrité des données. T0 12 24 36 48 INEOV – 07 juin 2011