1. Introduction

Aujourd’hui, la population mondiale est confrontée à l’augmentation rapide de la demande en électricité provoquée principalement par la multiplication du nombre d’équipements électroniques (^{Chen; Sanders; Ban-Weiss, 2019}). Il est clair qu’un disfonctionnement du système électrique qui s’appuie principalement sur la présence d’un équilibre entre production et consommation d’énergie pourrait, à tout moment, provoquer un blackout, laissant ainsi des milliers, voire des millions de personnes, privées d’électricité pendant quelques minutes, si ce n’est quelques heures ou plusieurs jours.

Face à ses inquiétudes et dans un environnement en pleine mutation qui se dirige progressivement vers une pénurie énergétique comme le note ^{Alam (Alam, 2019)}, la distribution ainsi que l’exploitation de l’électricité sont devenues un sujet crucial. L’habitat est indéniablement le secteur qui soulève le plus de débat en milieu urbain en raison des implications sur la population. Le coup de maintenance élevé ainsi que la fiabilité et l’efficacité des dispositifs et de suivi constituent autant d’enjeux auxquels est confronté le secteur résidentiel. Dans le cas présent, la question qui se pose aux gouvernements du monde est la suivante : comment maitriser la consommation électrique au niveau du secteur résidentiel ?

Conscients de retombées positives de la transition énergétique, et dans l’objectif de faire correspondre la production à la consommation énergétique, plusieurs énergéticiens ont tenté d’accroître la qualité, la fiabilité ainsi que la sécurité de leurs services à travers le recours à l’utilisation des technologies de l’information et de la communication (TIC) (^{Acs; Castelluccia, 2011}) (^{Benaouadj, 2016}). En effet, dans le but de moderniser les réseaux électriques, des réseaux dits intelligents ou Smart Grids ont été proposés. Contrairement aux anciens réseaux, ces nouveaux procédés peuvent gérer des flux bidirectionnels d’électricité et d’information (^{Costanzo, 2011}). L’objectif primordial de ces réseaux consiste à connecter un ensemble de consommateurs et de producteurs afin d’assurer un niveau de sécurité optimal (^{GOUIN, 2015}).

Les compteurs intelligents constituent un catalyseur indispensable pour les réseaux intelligents. Ces derniers déploient des technologies avancées de l'information et de la communication pour contrôler le réseau électrique et améliorer la communication (^{Kosut; Jia; Tong, 2010}).

Aujourd’hui, ce dispositif est adopté par plusieurs pays bien qu’il continue de susciter une certaine crainte en raison des différentes contraintes rencontrées pour son adoption et son adaptation.

L'Algérie n'est nullement une exception, il y a environ une année, le 10 février 2020, le Groupe SONELGAZ, qui se présente comme étant l’opérateur historique dans le domaine de la fourniture des énergies électrique et gazière en Algérie, lors de l'ouverture de la 3ème édition du Salon de l’Electricité et des Energies Renouvelables, a exprimé, par la voix de son premier responsable, sa volonté à recourir à l’utilisation des technologies innovantes dans la cadre de la maitrise énergétique. C’est ainsi que l’annonce était faite quant à l’introduction, pour la première fois en Algérie, du protocole du compteur intelligent et ce en collaboration avec l’Entreprise Nationale des Industries Electroniques (ENIE). Le compteur en question devait être testé pour une période de six (06) mois dans deux (02) sites différents, à savoir le Nord et le Sud du pays avant son lancement effectif en partenariat avec les universités et les centres de recherche spécialisés et, par la suite, sa généralisation au niveau de l’ensemble du territoire national (^{Boulakhras, 2020}).

En fait, cette volonté s’est exprimée suite à une première expérience de télérelève effectuée, en 2016 par le même Groupe, via des compteurs intelligents dans le secteur résidentiel au niveau d’un site pilote appelé «Diar El Bahri». Ledit projet a vu le jour, au niveau de la wilaya de Blida, une ville qui a été choisie comme un site pilote pour l’expérimentation du compteur intelligent, et qui se situe à 47 km au sud-ouest d'Alger, la capitale d’Algérie.

Selon la SONELGAZ, ces nouveaux dispositifs de dernière génération, dotés d’une avancée technologique exceptionnelle, vont offrir une possibilité de faire des relevés de consommation d’électricité à distance sur les compteurs de leurs clients. Ces derniers sont estimés à plus de 1 800 clients raccordés au réseau d’électricité de moyenne tension (^{Ksentini, 2020}).

Malgré la volonté de la SONELGAZ pour l’établissement d’un cadre communicationnel bidirectionnel par la mise en place d’un compteur électrique comme outil efficient de prise de décision à travers le suivi de la consommation électrique à distance, l'enregistrement et le transfert des données détaillées en temps réel, prévu initialement pour une période de deux (02) ans, n’a duré que six (06) mois. De plus, le nombre de foyers qui devaient être raccordés à un compteur intelligent n’a pas été respecté.

Cet article vise à comprendre précisément le processus de mise en place de ce dispositif qui constitue la première expérience Algérienne en matière de recours aux technologies de l’information et de la communication dans le cadre des efforts consentis pour la modernisation de la gestion et la maitrise énergétique. L’objectif est de comprendre les raisons pour lesquelles les objectifs fixés n’ont pas réellement abouti. Cet article fait partie d'une recherche originale plus large qui vise à explorer les différentes voies par lesquelles les TIC peuvent être développées dans le secteur de l’habitat en Algérie de manière à accroître l'efficacité énergétique et créer des territoires numériques.

2. Objectif et methodologie

L’objectif principal de cette recherche inédite est d’explorer les forces et les faiblesses du premier projet pilote de compteurs intelligents dans le secteur résidentiel en Algérie. Ledit projet est considéré comme une initiative qui s’inscrit dans le cadre du processus de développement d’un réseau de Smart Grids dans le pays. L'évaluation de la performance de cet outil intelligent de prise de décisions peut aider l'administration publique à maitriser la consommation électrique, ainsi que l’optimisation de cette ressource considérée comme non renouvelable.

L'étude se déroule en quatre étapes différentes mais complémentaires. Il s’agit tout d’abord de la compréhension des deux concepts, Smart Grid et Smart Meter. Cette étape se présente sous forme d’une revue de la littérature afin de comprendre leurs objectifs, leur champ d’appartenance et leur domaine d’opérabilité. Cette première étape permet de comprendre les grands principes relatifs au Smart Meter, ses outils et son impact, ainsi que son processus de mise en œuvre pour atteindre une efficacité énergétique.

Deuxièmement, et afin de mieux cerner l’approche adoptée par les pouvoirs publics dans le cadre de la mise en place et le processus de fonctionnement du projet pilote de Diar El Bahri à Blida en Algérie, l'étude adopte une approche empirique qui consiste à recueillir des données de première main (descriptif, étude, programme, objectifs, acteurs impliqués … etc.). Cette étape s'appuie sur des entretiens semi directifs menés auprès des responsables du projet pilote à Blida, principalement, le groupe de SONELGAZ (c’est-à-dire le chef du projet, les responsables de SONELGAZ de Blida et la société algérienne de distribution de l'électricité et du gaz d’Alger).

Par ailleurs, la méthodologie adoptée consistait à élaborer et distribuer des questionnaires auprès des citoyens concernés par le projet (un questionnaire qui adopte deux typologies de question, à savoir des questions fermées à réponse unique et des questions ouvertes). Le questionnaire a été distribué aux habitants du quartier sur deux périodes différentes, à partir du mois de février au mois d’avril 2019, puis du mois d'octobre au mois de décembre de l'année 2019. Cette démarche a permis de récolter environ la moitié des questionnaires distribués, soit 120 questionnaires.

Pour ce qui est des questions posées, elles consistaient à recueillir trois types d’informations:

La troisième étape réfère à l’élaboration d’un benchmark sous forme d’une grille de critères indiquant une démarche adéquate de mise en place d’une bonne stratégie de Smart Meters. Cette grille est tirée à partir de l’étude des exemples de pays étrangers qui ont été choisis dans le cadre de cette recherche par rapport à leur expérience réussite en la matière. L’étude des exemples a permis, dans un premier temps, de mettre en place une grille d’objectifs opérationnels d’un projet smart meter; et dans un second temps et à l’aide de cette dernière, de sélectionner les exemples ayant plus d’objectifs pertinents et indispensables pour la mise en œuvre d’un projet de Smart Meters réussi.

La quatrième étape correspond à l'exercice effectif d'évaluation. Celui-ci consiste en l’élaboration d’une comparaison entre une bonne stratégie de mise en place d’un projet de compteurs intelligents dans le secteur résidentiel (étapes et objectifs) avec celle adoptée pour l’implémentation du projet au site pilote de Diar El Bahri à Blida.

Le source: auteures.

Figure 1 Démarche méthodologique. 

3. Smart meter, outil incontournable de la smart grids

Avec l’essor phénoménal des TIC et dans le but d’accroitre la qualité et la rentabilité, les pouvoirs publics dans de nombreux pays à travers le monde sont confrontés au défi de réinventer leurs systèmes de gestion (^{Belhocine, Djiar, Lagati, 2019}). Les systèmes énergétiques, quant à eux, subissent d'énormes transformations notamment à travers l’incorporation des technologies innovantes dans leurs systèmes de gestion afin de les rendre plus fiable, sécurisé et durable. La consommation d’électricité est incontestablement parmi les systèmes qui soulève le plus de débat et qui se trouve au centre des préoccupations mondiales (Viciana, et al., 2018). Les chercheurs s’accordent à penser que la raison est liée au déséquilibre entre l’offre et la demande en la matière, affecté et provoqué principalement par de nombreux facteurs, notamment l’évolution démographiques, l’augmentation des besoins de consommation énergétique et les changements économiques (^{Gouin, 2015}).

Considéré comme une évolution du réseau électrique actuelle vers un réseau électrique du future, les Smart Grids se présentent comme étant un système innovant où les flux bidirectionnels d’informations et d’électricité permettent de maitriser de manière durable, fiable et économique, l’équilibre en temps réel entre la demande et l’offre d’électricité (^{Stragier, Hauttekeete, De Marez, 2010}; ^{Guérard, 2014}).

Les Smart Grids correspondent à un réseau électrique intelligent qui rassemble les attitudes et l’ensemble d’opérations établies par tous les utilisateurs (producteurs et consommateurs) qui y sont connectés (^{Ravi Eswar, 2015}). L’objectif consiste à atteindre un système électrique efficient. Ce réseau emploie des infrastructures et des techniques novatrices dans le cadre de l'amélioration de l'efficacité du système d'électricité (^{Lazarou; Makridis, 2017}). Il s’agit donc d’associer à la fois des réseaux électriques, des canaux de communication, des outils ainsi que des applications afin de contrôler et suivre la génération, la transmission, la distribution, le stockage et la consommation d'énergie électrique (^{Nordling, et al., 2018}).

Selon ^{Shahinzadeh et Hasanalizadeh-Khosroshahi (2014)}, l’objectif principal de la mise en place de ce nouveau mode de gestion pour la maitrise énergétique qui dépend de l’utilisation des TIC comme catalyseur du progrès est de:

Dans le cadre de leur fonctionnement automatique, les réseaux intelligents ou Smart Grid adoptent des dispositifs intelligents ou Smart Meters afin de raccorder le système d’information à la distribution d’électricité (^{Vijayapriya; Pralhadas Kothari, 2011}).

Un compteur intelligent constitue un compteur électrique qui enregistre et centralise en temps réel la consommation d’électricité dans un serveur central. Désigné aussi comme compteur communicant, ce dispositif présente une nouvelle génération de compteurs qui déploient les TIC les plus avancées dans le but d’établir une communication bidirectionnelle impliquant tous les auteurs dans le processus de prise de décisions. Ce dernier offre ainsi la possibilité de la dématérialisation de l’intervention humaine lors de l’établissement des relevés de consommation d’électricité. Cela permet aux utilisateurs de suivre la télérelève en temps réel et de contrôler leurs équipements de manière assez efficace.

Il est à noter, qu’avec la possibilité qui s’offre aux utilisateurs de s’orienter vers un meilleur comportement en matière de consommation électrique, les Smart Meters assurent une gestion efficiente de la demande en électricité à travers la tarification par l’envoi, en temps réel, de signaux de prix variables en fonction du marché, et ce dans le cadre de la sensibilisation de ses derniers (^{Thoma; Cui; Franchetti, 2013}).

A travers la possibilité de fournir des informations sur l’utilisation, la facturation et le fonctionnement, le compteur intelligent permet donc:

Malgré le potentiel que les compteurs intelligents peuvent offrir dans le cadre de la maitrise énergétique à travers l’évolutivité du dispositif qui permet l’analyse d’un volume important de données, et malgré son efficacité exprimée à travers la possibilité du traitement rapide de requêtes sa capacité à transmettre de données en temps réel et par lots, toutefois, le compteur intelligent demeure un objet de controverse car chaque Etat transpose, à sa manière, la réforme de modernisation.

Le Tableau 1 identifie divers objectifs relatifs à la mise en place de la stratégie de Smart Meter. Chaque pays est représenté par une lettre selon un ordre alphabétique.

Tableau 1 Objectifs de mise en place d’un projet Smart Meter. 

Le source: auteures.

Allemagne (A), Australie (B), Belgique (C), Californie (D), Cameron (E), Canada (F), Flandre (G), France (H), Grande-Bretagne (I), Italie (J), Japon (K), Luxembourg (L), Norvège (M), Pays-Bas (N), Portugal (O), Suède (P), Suisse (Q), Texas (R), Tunisie (S)

Le Tableau 2, présente un classement de pays selon le nombre d’objectifs atteins dans le cadre de la mise en place d’un projet de Smart Meter.

Tableau 2 Le nombre d’objectifs atteins par les pays dans le cadre de la mise en place d’un projet de Smart Meter. 

Le source: auteures.

4. Benchmark de deploiement des projets de smart meters

Avec le processus de modernisation qui s’accélère par le développement des applications numériques et dans le cadre de la visualisation du volume croissant en matière de consommation énergétique, de conciliation de l’offre et la demande, de nombreux gouvernements et sociétés dans le monde ont reconnu la nécessité de remplacer les compteurs électriques traditionnels par de nouveaux compteurs intelligents (^{Mongia; Moscatelli, 2017}). Plusieurs pays se sont investis dans le déploiement de la stratégie de Smart Metering en élaborant une grille d’objectifs divergents et complexes pour sa mise en œuvre. Cependant, dans d’autres pays, la décision d’adopter cette stratégie reste toujours en cours de réflexion.

A titre illustratif, en Amérique (USA), le déploiement de ces objectifs s’inscrit dans le cadre de la modernisation des réseaux et de la gestion à distance. En Europe, l’installation des Smart Meters s’est répandue rapidement à la suite d’une formulation d’une directive européenne de 2009 pour impliquer les consommateurs dans l’économie énergétique.

Certains pays ont déjà atteint leurs objectifs et préparent une deuxième génération de déploiement des Smart Meters comme le cas de la Suède et l’Italie. D’autres pays ont déjà achevé leur déploiement en 2020 comme le cas du Royaume-Uni et le Pays-Bas. En plus de ces cas, il existe des pays qui ont adopté partiellement ce procédé en se basant sur une analyse cout - avantage de résultat positif comme l’Allemagne. Par contre, pour d’autres, ils se sont positionnés carrément contre ce déploiement en raison d’une analyse coût - avantage négative, comme le Portugal et la Belgique.

Ainsi, il est vrai que plusieurs résultats et impacts positifs s’esquissent à travers l’adoption des Smart Meters comme une nouvelle initiative d’optimisation et de contrôle de la consommation énergétique à distance. Cela-dit, certains objectifs et/ou résultats représentent encore des hypothèses à cause de l’absence d’une stratégie type et standard.

Dans la présente étude, une analyse est effectuée de certaines stratégies de Smart Meters dans divers pays à travers la méthode de benchmarking. Il a été constaté que ces stratégies diffèrent selon le contexte et la politique de chaque pays. Par ailleurs, l’examen a permis de détecter les obstacles de chaque installation de Smart Metering notamment le financement, l’acceptation par les citoyens et leurs générations. C’est dire que cette étude a fait ressortir les objectifs fixés par les pays qui représentent des facteurs de réussite une fois que ces derniers sont respectés.

Le choix a porté sur quatre projets de Smart Meters à travers une grille d’objectifs considérés comme étant les pluses conformes aux objectifs fixés. Il s’agit de projets implémentés en Allemagne, France, Italie et Australie. L’évaluation s’est focalisée sur l’appréciation de la mise en œuvre des projets de Smart Meters et l’apport de leur l’installation. Par la suite et à travers cette grille, une grille d’analyse a été élaborée. Celle-ci permet d’illustrer le processus de mise en œuvre de l’installation des compteurs (voir Tableau 3), qui a servi pour l’analyse et l’évaluation du cas d’étude en Algérie: le projet pilote de Smart Meter de Diar el Bahri à Blida.

Tableau 3 Les critères de mise en œuvre d’un projet de Smart Meter. 

Le source: auteures.

5. Presentation du cas d’etude

Le projet pilote de Smart Meter de Diar El Bahri se situe dans la commune de Beni Mered à la wilaya de Blida.

Par sa situation à proximité d’un poste de distribution publique du réseau électrique ayant une source de très haute tension, le site bénéficie d’une diversité en termes de types de consommation à savoir, des habitations individuelles et des immeubles collectifs.

Le source: Plan d’Occupation du Sol de Béni Merèd.

Figure 2 Carte de situation de site de Diar El Bahri 

5.2. Le mode du fonctionnement des compteurs intelligents

Les Smart Meters utilisés pour le projet de Diar El Bahri sont de marque Huawei. Ils ont été installés pour un nombre approximatif de 200 à 250 foyers sur un tissu mixte en termes de types d’habitations. L’installation de ces derniers a été faite sur les habitations existantes, tout en laissant les compteurs initiaux (anciens compteurs) et en ajoutant les nouveaux. Ce nouveau système de comptage a permis de relever à distance les données de comptage des abonnés de SONELGAZ avant de les transmettre vers un concentrateur par le Courant Porteur en Ligne (PLC) pour l’acheminement vers le centre de traitement.

L’ensemble des compteurs sont rattachés à un seul équipement installé dans le poste de transformation électrique, appelé concentrateur de données (ou Data Concentrator Unit, (DCU). Ce dernier a pour rôle la collecte des informations depuis les compteurs communicants puis leur envoi au serveur de traitement automatique (ordinateur). Un compteur peut être utilisé dans certains cas comme un relai pour un autre compteur éloigné ou distant, incapable d'envoyer les données au DCU par ses propres moyens. Le compteur adopte également d’autres fonctions, à savoir la coupure à distance en cas de fraude à travers un mini-disjoncteur et dont ce dernier assure sa protection (auto-protecteur). Ainsi, l’objectif principal de ce test de faisabilité consistait principalement à faire de la télérelève. En d’autres termes, il s’agissait d’effectuer un relevé à distance diminuant ainsi le déplacement du technicien pour récolter les informations des factures tout en réduisant les erreurs de collecte, et en dernier lieu, la détection de la fraude.

Le source: auteures.

Figure 3 Anciens et nouveaux compteurs mitoyens. 

Le source: auteures.

Figure 4 Le nouveau compteur. 

5.4. Le reseau d’acteurs implique

La mise en œuvre du projet de Smart Meter a nécessité l’implication de plusieurs acteurs à savoir:

• Le fournisseur représenté par l’entreprise de Huawei qui, en plus de sa fourniture des compteurs, a participé dans l’étude du projet et la proposition de solutions.

• Les universités pour les recherches et les études théoriques du projet.

• Le distributeur qui est le groupe SONELGAZ et ses filiales (voirFig. 5).

Le source: auteures.

Figure 5 Le distributeur du projet de Smart Meter de Diar El Bahri. 

6. Evaluation de la performance et les limites

En se basant sur la grille d’objectif déjà établi (voirtableau N °04), la section ci-dessous présente l’évaluation de la performance et les limites du projet pilote de Diar El Bahri.

Tableau 4 Les objectifs atteints par le projet pilote de Diar El Bahri. 

Le source: auteures.

7. Discussions des resultats de l’evaluation

La transition des réseaux électriques vers les Smart Grids à travers la mise en place des Smart Meters implique des étapes et des objectifs distincts, qui dépendent du contexte de chaque pays.

L’élaboration du cadre théorique et la grille d’analyse pour les projets de Smart Meters à travers les cas d’exemples choisis a permis de bien comprendre la logique de leur mise en œuvre au sein d’un secteur aussi sensible en matière de consommation énergétique en Algérie.

La mise en place de Smart Meters au niveau du site pilote de Blida représente un premier pas vers l’élaboration d’un réseau intelligent pour la maitrise énergétique. A travers cette expérience, c’est toute la mutation du système énergétique Algérien vers un nouveau système caractérisé par l’intégration des technologies innovantes visant à atteindre l’efficacité énergétique qui est ciblée à long termes. En effet, c’est une initiative qui aspire à concrétiser un saut dans le cadre de la maitrise de la consommation énergétique. Cependant, les compteurs utilisés répondent seulement à un seul objectif. Ils ne sont absolument pas exploités entièrement malgré toutes les fonctionnalités qu’ils possèdent.

L’évaluation de l’apport du projet de Smart Meters de Diar El Bahri dans le cadre de la maitrise de la consommation énergétique a révélé les limités du projet pilote. Plusieurs anomalies ont pu être constatées en rapport avec l’étape de mise en œuvre. En effet, le projet n’a pas adopté les étapes standards d’installation des Smart Meters. De plus, le projet ne rassemble pas l’ensemble des acteurs concernés par cette stratégie (voir tableau N °05).

Tableau 5 Les apports et les avantages limités du projet pilote de Diar El Bahri. 

Le source: auteures.

Les questionnaires qui ont été distribués aux habitants du quartier concernés par la disposition des Smart Meters afin d’évaluer leur degré d’implication comme acteurs dans le processus de mise en œuvre de ce projet ont permis de révéler que cette catégorie d’acteurs est restée en marge de la programmation, l’étude et le suivi du projet (voirFig. N° 06).

Le source: auteures.

Figure 6 Résultats du questionnaire. 

8. Conclusion

Cette recherche a permis d’évaluer le processus de mise en œuvre des Smart Meters et son apport dans le cadre de la maitrise de la consommation énergétique en Algérie. Considéré comme le premier projet pilote dans le pays, le projet pilote de Smart Meters à Diar El Bahri dans la wilaya de Blida.

Afin de mettre au clair les forces et les faiblisses de ces nouveaux procédés, l’étude a opté pour un examen de benchmarking en comparant plusieurs stratégies de Smart Metering, celles qui sont les plus adoptées dans le monde.

L’examen a permis l’élaboration d’une grille d’objectifs, qui une fois confronté au cas d’étude, a permis d’évaluer la performance des Smart Meters de Diar el Bahri. Les résultats de l’analyse montrent que, le projet de Diar El Bahri ne répond pas aux exigences de mise en œuvre conventionnelles des projets de Smart Meters adoptés par la majorité des pays. Plus précisément, les habitants du quartier n’ont même pas été associés au processus de planification du projet (étude de faisabilité, programmation, … etc.), ni à la procédure d’installation des compteurs intelligents. La phase de sensibilisation n’a donc pas eu lieu.

Les compteurs utilisés répondent à un seul et unique objectif, celui de la télérelève. Ainsi le potentiel des compteurs n’est pas utilisé malgré toutes les fonctionnalités qu’il possède.

Par conséquent, il est possible de déduire qu’il est difficile de considérer le projet de Diar El Bahri comme un réel cas d’implémentation de projet de Smart Meters puisqu’il demeure à un stade embryonnaire.

La grille de mise en œuvre établie à partir de l’étude des exemples étrangers permet de servir, éventuellement, comme une référence, voire un outil d’aide pour l’élaboration d’un processus d’installation des nouveaux projets de Smart Meters dans le futur. Elle pourra également être complétée et appliquée par la suite sur d’autres secteurs notamment le secteur industriel, ou même être accompagnée d’un schéma de mise en œuvre réglementé des comptages intelligents.