Le projet MAESHA

MAESHA est un projet européen regroupant 21 partenaires qui a reçu 8,9 millions d’euros du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’UE, sur un budget total de 11,8 millions d’euros.

Début - Novembre 2020

Fin - Octobre 2024

28%

Objectifs

L’objectif principal de MAESHA est de décarboner les systèmes énergétiques des îles géographiques en favorisant le déploiement à grande échelle des énergies renouvelables (EnR) par l’installation de services de flexibilité innovants et adaptés, basés sur une étude et une modélisation approfondies des systèmes énergétiques locaux et des structures communautaires. MAESHA fera la démonstration des solutions sur l’île de Mayotte (France) et étudiera le potentiel de reproductibilité sur 5 autres îles représentant en toutplus de 1,2 million d’habitants répartis en Europe continentale et dans les territoires d’outre-mer.

Quels sont les objectifs spécifiques ?

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Développer une plateforme intelligente innovante agrégeant plusieurs services de flexibilité afin de fournir une flexibilité pour la stabilisation du réseau électrique sur les îles.

Cette plateforme fournira la flexibilité nécessaire à la stabilisation du réseau électrique sur les îles. Elle gérera, à différentes échelles, plusieurs technologies installées dans le cadre de MAESHA et renforcées à plus long terme, telles que la réponse à la demande des industries, des communautés énergétiques, le stockage, les réseaux de chaleur et de froid, les points de charge pour la mobilité électronique… Le nombre de solutions de flexibilité développées ou la diminution de l’usage des générateurs diesel donneront une idée du succès de cet objectif.

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Atteindre une proportion jusqu’à 70 à 100 % d’énergies renouvelables grâce à une collaboration étroite entre les services publics locaux de l'énergie, les communautés, les modélisateurs et les fournisseurs de solutions de flexibilité.

La structure du réseau nécessaire pour gérer ce taux sera déterminée par des activités de modélisation du système énergétique réalisées sur la base de (et enrichies par) des échanges permanents avec les acteurs locaux et les citoyens, afin de répondre aux besoins et de respecter l’environnement de Mayotte. Le principal indicateur lié à cet objectif est l’intégration possible des EnR dans le mix électrique.

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Créer des synergies entre l'électricité et les autres réseaux énergétiques

La maîtrise de la production et des systèmes d’électricité/de chaleur/de froid, avec par exemple la cogénération avec de petits réseaux de biomasse, ainsi que le développement de solutions Vehicle-to-Grid, permettront de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) des secteurs actuellement décorrélés du réseau électrique.

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Activer et impliquer les communautés locales pour une meilleure adoption et acceptation de la transition énergétique

Dans le cadre de MAESHA, des activités de sensibilisation à la transition et d’identification des besoins et attentes auront lieu avec les Mahorais. De nouveaux modèles économiques participatifs donneront des clés aux citoyens pour jouer un rôle actif dans la transition énergétique de leur île.

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Démontrer à grande échelle la solution globale sur l'île de Mayotte

Les solutions issues des études préliminaires et des discussions avec la population mahoraise conduiront à une mise en œuvre à partir du 30ème mois du projet. Elle permettra à terme de réduire significativement l’utilisation des énergies fossiles à Mayotte, et notamment de décarboner le secteur de l’électricité (-30% d’émissions de GES attendus).

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Assurer la reproductibilité des solutions développées à travers les îles suivantes

Cinq îles – Wallis et Futuna (océan Pacifique, FR), Saint-Barthélémy (Caraïbes, FR), Gran Canaria (Canaries, ES), Gozo (MT), Favignana (Sicile, IT) – font également partie du projet. Le potentiel de reproductibilité de tout ou partie des solutions démontrées à Mayotte sera évalué pour les contextes spécifiques de ces îles suiveuses.

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Créer une boîte à outils accessible au public et un manuel d'utilisation pour une large reproductibilité afin de donner une perspective de développement à grande échelle.

L’étude de reproductibilité débouchera sur un guide et une boîte à outils permettant de donner les clés à d’autres îles qui cherchent à décarboner leurs systèmes énergétiques. Des informations sur les activités de MAESHA ainsi que des clés sur la façon de les transposer dans d’autres contextes spécifiques et des logiciels pour aider les décideurs insulaires y seront incorporés.

Concepts

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Centrale électrique virtuelle

Gestion centralisée des centrales : Regroupement et dispatching optimisés de la production pour répondre aux besoins d’équilibrage.

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Autoconsommation collective / Communautés énergétiques

Décentralisation de la production d’énergie renouvelable et responsabilisation des citoyens.

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Gestion de l'énergie dans l'industrie

Passage aux générateurs locaux ou déplacement des activités pendant quelques heures pour soulager le réseau électrique.

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Services de flexibilité et de gestion de l'énergie résidentielle

Utiliser la capacité des consommateurs/producteurs résidentiels pour adapter leur profil de consommation d’électricité.

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Chargement intelligent/V2G

Le système V2G (Vehicle-to-grid) et le flux d’énergie bidirectionnel des batteries des véhicules électriques constituent une nouvelle source importante de flexibilité pour les îles.

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Production solaire pour la recharge des véhicules électriques

Des niveaux plus élevés d’autoconsommation solaire pour réduire les émissions dans le secteur des transports.

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Technologies permettant de fournir une inertie virtuelle

Technologies permettant d’améliorer la stabilité du réseau électrique.

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Stockage de court terme par batterie

Moyen efficace de stocker l’énergie du réseau.

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Stockage à long terme par Power-to-Hydrogen

Le stockage d’hydrogène atténuera l’impact des variations saisonnières de la production et de la demande grâce au stockage d’énergie à long terme.

Activités

DESCRIPTION

GROUPES D’ACTIVITES (WORK PACKAGES – WP)

WP1 : Cas d'étude et exigences, architecture du système

L’objectif de ce WP est d’effectuer le travail préliminaire nécessaire avant le développement de la solution et sa démonstration. Il comprend principalement la définition des cas d’utilisation, les exigences connexes, la définition des indicateurs de performance, la conception de l’architecture, la définition de l’approche de traitement des données (besoins, collecte et consolidation) et la mise en place d’un cadre d’interopérabilité par conception. Tous ces travaux contribuent à définir l’orientation du Work Package suivant, en particulier le développement de la solution (WP5, WP6 et WP7) et la démonstration de la solution (WP9 et WP10).

WP2 : Modélisation des systèmes énergétiques et prévision des performances

Ce WP est dédié au développement et à l’adaptation des outils techniques de modélisation des systèmes énergétiques nécessaires au projet, sur la base du développement et de l’évaluation des logiciels de simulation et de modélisation existants (largement utilisés pour la planification des systèmes énergétiques). Ces activités conduisent à la création d’un logiciel de modélisation économie-énergie-environnement à l’échelle de l’île qui sera utilisé par les partenaires et les autorités locales pour explorer les stratégies de transition énergétique à faible teneur en carbone à moyen et long terme. Un logiciel de modélisation y est créé permettant de saisir les défis et les transitions à moyen et long terme (développé par E3Modelling) ainsi que la prévision à court terme de l’offre et de la demande d’énergie et le fonctionnement en temps réel des réseaux des îles (dirigé par Hive Power et TU Berlin).

WP3 : Approche centrée sur l'utilisateur pour les communautés énergétiques locales

L’objectif de ce WP est d’adapter les solutions techniques développées au contexte socio-économique local pour assurer leur adoption. Les conditions sociales, culturelles et économiques de Mayotte sont étudiées, et les caractéristiques technologiques, économiques et sociales optimales du système énergétique sont identifiées afin de créer une trajectoire pour la décarbonisation de l’île. Au-delà de l’étude et de l’analyse, des activités de mobilisation et de formation des citoyens sont menées afin d’inclure les communautés locales dans l’élaboration de la transition énergétique, tant du côté des consommateurs que des producteurs.

WP4 : Marchés de l'énergie pour les îles géographiques et modèles d'affaires sur mesure associés

Les activités du WP4 assurent la viabilité commerciale du projet et déterminent les modèles commerciaux et les coûts des solutions développées en mettant en place une conception de marché adaptée et des modèles commerciaux pour les différents acteurs du marché, en alignant les solutions sur le cadre réglementaire local et en fournissant des recommandations politiques et réglementaires pour une adoption efficace d’un marché de l’énergie adapté dans les îles.

WP5 : Systèmes de gestion de l'énergie (EMS) pour améliorer la flexibilité du réseau.

En raison des caractéristiques spécifiques des îles (faible ou inexistante connexion au réseau continental, faible inertie du système, fort potentiel pour les EnR, coûts énergétiques élevés, etc.), le besoin d’évaluer les exigences de flexibilité sur les îles est élevé.
L’objectif général de ce WP est de concevoir des services de flexibilité qui peuvent être offerts selon le fonctionnement du marché proposée dans le WP4, spécifiquement adaptés à la réalité des îles. Les partenaires impliqués cherchent spécifiquement à créer de la flexibilité du côté de la demande et de l’offre énergétique, à la fois des foyers et des industriels pour la réponse à la demande. Les services de flexibilité par les énergies renouvelables sont également spécialement étudiés. Tout ceci passe par :

  • Développer une « centrale électrique virtuelle » pour agréger la production EnR de petites unités et faciliter leur gestion.
  • Développer des technologies et des services (par exemple, l’inertie synthétique) pour assurer la stabilité du réseau et la qualité de l’énergie.
  • Développer des outils pour les communautés énergétiques tels que l’autoconsommation collective.
  • Identifier les possibilités, les mécanismes d’incitation, les équipements intéressants et les outils nécessaires pour mettre en place la réponse à la demande résidentielle.
  • Identifier les possibilités, les mécanismes d’incitation, les équipements intéressants et les outils nécessaires pour mettre en place la réponse à la demande industrielle à grande échelle.
WP6 : Flexibilité supplémentaire par l'amélioration des synergies de réseaux et le stockage

Ce WP vise à développer des solutions capables de fournir davantage de flexibilité au réseau grâce à l’amélioration des synergies des réseaux et des systèmes de stockage. Différents vecteurs seront utilisés :

  • Gestion intelligente des bornes de recharge des véhicules électriques et des solutions Vehicle-to-grid
  • Hybridation des bornes de recharge et des centrales PV
  • Systèmes de stockage complets basés sur des batteries pour le contrôle de la fréquence et de la tension électrique sur le réseau
  • Stockage à long terme basé sur la production d’hydrogène
WP7 : Développement de plateformes de communication et de contrôle

L’objectif global de ce WP est de déployer une plateforme de contrôle à l’échelle du service public, qui permettra une gestion efficace des diverses flexibilités agrégées par différents systèmes sur l’île. Leur utilisation et leur monétisation seront basées sur les besoins opérationnels et les exigences du réseau de distribution d’électricité de l’île. Ces objectifs seront atteints en définissant des concepts de gestion des données et de cybersécurité, puis en déployant une boîte à outils d’agrégation de la flexibilité permettant la connexion aux dispositifs et systèmes locaux, ainsi qu’une plateforme de gestion et d’échange de flexibilité.

WP8 : Intégration et validation des systèmes

L’objectif principal du WP8 est de superviser l’intégration de toutes les solutions et prototypes innovants. Les solutions, qui sont développées dans les WP5, 6 et 7, sont intégrées avant d’être envoyées sur les sites de démonstration pour être installées. Le WP8 utilise l’architecture globale définie par le WP1, tout en prenant en compte les exigences spécifiques des cas de démonstration. Les principaux objectifs du WP8 sont :

  • Définir plus précisément l’architecture du système intégré du WP1
  • Spécifier les exigences concernant les interfaces entre les différents blocs de construction
  • Coordonner les activités d’intégration, en reliant les WP5, WP6 et WP7 dans une solution intégrée.
  • Mettre en œuvre une procédure de test, comprenant des tests unitaires, des tests de prototype en laboratoire, des tests d’acceptation en usine (FAT), des tests d’acceptation sur site (SAT) et coordonner le transfert du système dans un environnement réel.

Le WP8 coordonne le déploiement du système complet dans l’environnement spécifique du site de démonstration. Il suit une approche à la fois descendante et ascendante, en tenant compte à la fois des capacités fonctionnelles des solutions développées et des exigences et contraintes techniques des cas de démonstration individuels comme des exemples d’application personnalisée du système intégré. L’objectif final du WP8 est de permettre une mise en œuvre sans incident et un bon fonctionnement des systèmes installés dans le cadre de la démonstration WP9.

WP9 : Démonstration à Mayotte

L’objectif de ce WP, mené par Electricité de Mayotte, est de mettre en œuvre physiquement toutes les solutions développées par les partenaires dans les activités (WP) précédentes sur les îles de Mayotte. A cette fin, les activités suivantes sont mises en place :

  • Déploiement de la plateforme de communication et de contrôle combinée à des solutions de flexibilité innovantes.
  • Modélisation et prévision de l’offre et de la demande d’énergie
  • Synergies entre les différents réseaux énergétiques, en particulier le réseau électrique et les réseaux de transport et de mobilité.

Une fois le système intégré sur l’île, une phase importante est la collecte et l’analyse des données afin de déterminer l’efficacité de la solution déployée par rapport aux simulations. La démonstration à Mayotte permet de tester les solutions et de les améliorer avant de les dupliquer sur les autres îles. Ensuite, elle permet d’analyser les impacts et de donner des recommandations pour optimiser l’utilisation et la gestion du système.

WP10 : Etude de reproductibilité pour les îles suivantes et extension à d'autres îles

L’objectif de ce WP est de fournir un soutien d’experts aux autres îles engagées dans le projet et de les aider dans l’élaboration de leurs plans de transition énergétique à moyen et long terme. Cela passe par l’examen initial de leur situation énergétique jusqu’à l’analyse des stratégies de transition rentables et le développement d’une analyse complète sur les perspectives d’évolution et de reproductibilité. Ces plans portent principalement sur les systèmes énergétiques, à savoir la production d’énergie et d’électricité, le stockage, les options de flexibilité et l’efficacité énergétique des secteurs de la demande (c’est-à-dire les bâtiments, les industries), les questions de transport et le financement associé. Les évaluations environnementales, sociales et macro-économiques sont également intégrées dans les plans. Dans ce cadre, le projet MAESHA fournit aux îles des modèles communs, un manuel d’utilisation et des directives méthodologiques pour définir leur état initial, mettre en place des stratégies de transition territoriale et identifier des plans stratégiques détaillés de transition énergétique.

WP11 : Communication, diffusion et exploitation des résultats

La communication autour du projet et la diffusion des résultats sont les clés de l’impact à long terme du projet et de la durabilité des solutions développées. Ce WP se concentre sur la communication et la diffusion des résultats, visant à une forte exploitation après la fin du projet. Des activités sur mesure seront planifiées pour atteindre spécifiquement le public cible et détailler le travail à faire pour établir en détail la stratégie de communication et de diffusion des résultats et la mettre en pratique. De plus, une stratégie d’exploitation détaillée sera développée pour soutenir les intérêts commerciaux des partenaires du projet. Enfin, des synergies avec d’autres initiatives et projets en cours seront établies, avec un accent particulier mis sur les projets et initiatives similaires de l’UE.

WP12 : Gestion du projet

L’objectif de ce WP est la coordination générale, la gestion administrative, financière et contractuelle du projet MAESHA afin d’assurer des processus efficaces et efficients au sein du projet et en même temps de minimiser (autant que possible) les frais généraux administratifs dans toutes les activités afin d’atteindre les objectifs de MAESHA. Les activités de gestion comprennent la coordination des activités techniques et le suivi de l’avancement des travaux conformément au programme de travail, la rédaction de rapports en temps voulu et la fourniture d’autres informations requises à la Commission européenne, la coordination de la création et du dépôt des livrables, l’organisation de la gestion des risques et l’introduction d’actions préventives, ainsi que l’organisation des réunions de l’Assemblée générale.

Impacts attendus

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Réduire de manière significative la consommation de combustibles fossiles, en développant des systèmes basés sur les énergies renouvelables (y compris le chauffage, le refroidissement et le stockage) qui permettent à l’île d’atteindre des objectifs de décarbonisation complets dans un délai plus court, en utilisant : (1) la modélisation des systèmes énergétiques, (2) une approche basée sur l’utilisateur et (3) le déploiement technique.

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Permettre l’adoption à grande échelle des solutions validées sur la Mayotte et/ou sur d’autres îles présentant des problèmes similaires.

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Faciliter la création et/ou augmenter le nombre de communautés énergétiques locales.

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Améliorer la stabilité du réseau électrique pour les îles qui sont connectées ou non au réseau continental.

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Réduire les émissions de gaz à effet de serre et améliorer la qualité de l’air.

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Réduire les coûts de l’électricité et moderniser l’infrastructure du réseau.

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Influencer positivement l’économie de l’île (investissements, création d’emplois, tourisme vert).

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Renforcer l’implication de la population dans les questions liées à l’avenir énergétique.

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Ce projet a reçu un financement de l’Union Européenne dans le cadre du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 par l’accord de financement n°957843. Cette publication ne reflète que le point de vue de l'auteur et l'Union européenne ne peut être tenue responsable de l'usage qui pourrait être fait des informations qu'elle contient.

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