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BE Etats-Unis 216  >>  16/07/2010

>> Sommaire

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Sciences et technologies de l'information et de la communication
Le point sur le processus de standardisation du Smart Grid aux Etats Unis

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/64074.htm

L'audition "Architecture et standards du Smart Grid [1] : évaluation de la coordination et de l'avancement" s'est déroulé au congrès au sein du Comité pour la Science et la Technologie [2] le 1er juillet 2010.

Les témoins appelés à cette audition ont été :
- Georges Arnold, Coordinateur National pour l'Interopérabilité du Smart Grid [3] au National Institute of Standards and Technology (NIST) [4]
- Mason Emmet, Directeur associé au bureau de l'innovation et de la politique énergétique à la Federal Energy Regulatory Commission (FERC) [5]
- John Mc Donald, Directeur de la stratégie technique et de la politique de développement à General Electric Energy (GE Energy) [6]
- Conrad Eustis, Directeur du développement des technologies destinées à la vente au détail à Portland General Electric (PGE - fournisseur en électricité) [7]
- Lillie Coney, Directrice associée du Think Tank Electronic Privacy Information Center (EPIC) [8] qui traite des questions de protection de la vie privée.

Ces témoignages ont permis d'avoir un état des lieux assez précis sur le processus de standardisation du Smart Grid aux Etats Unis d'Amérique.

Dans le "Energy Independance and Security Act" (EISA) [9] de 2007, le congrès a chargé le NIST de coordonner le développement d'une structure (framework) intégrant des protocoles et standards afin d'assurer l'interopérabilité des différents systèmes et matériels constituant le Smart Grid. La loi indique que cette structure d'interopérabilité doit être flexible, uniforme et technologiquement neutre. Elle précise également qu'il doit s'accommoder du système traditionnel de production et de distribution d'électricité centralisé, tout en facilitant l'intégration de nouvelles technologie du Smart Grid, comme la production d'électricité décentralisée ou le stockage d'énergie.

Le NIST a dessiné un plan en 3 étapes :

Phase 1 : Identification des standards existants et des domaines à standardiser

75 standards existants ont été identifiés parmi les 8 domaines prioritaires définis par la FERC et le NIST :
- 1. Gestion de la demande [10] et Efficacité Energétique des consommateurs
- 2. Surveillance du système sur une large zone (Wide-Area situational awareness)
- 3. Stockage d'énergie
- 4. Transports électriques
- 5. Infrastructure élaborée de relève de compteur
- 6. Gestion du réseau de distribution
- 7. Cyber sécurité
- 8. Communications réseau

Pour les domaines n'ayant encore aucun standard, 70 éléments à standardiser ont été identifiés parmi lesquels 16 sont particulièrement critiques pour le développement du Smart Grid. Il a donc été décidé de les adresser en priorité :
- 1. Standard de mise à jour du compteur intelligent
- 2. Standardisation des données de consommation énergétique des consommateurs
- 3. Spécification commune de la communication du prix de l'électricité
- 4. Mécanisme commun de planification pour les transactions d'énergie
- 5. Modèle d'information commun pour la gestion du réseau de distribution
- 6. Signaux communs pour la gestion de la demande
- 7. Alignement du DNP3 [11], un protocole de communication réseau entre équipements électriques, avec les objets IEC 61850 [12], un standard sur la conception de postes electriques [13] automatisés.
- 8. Harmonisation de la norme IEEE C37.118, un standard visant à normaliser les synchrophaseurs [14], avec la norme IEC 61850
- 9. Cartographie des modèles de transmission et de distribution d'électricité
- 10. Lignes directrices pour l'utilisation des protocoles de l'Internet dans le Smart Grid
- 11. Lignes directrices pour l'utilisation des communications sans fils dans le Smart Grid
- 12. Lignes directrices sur l'interconnexion des unités de stockage d'énergie
- 13. Standards d'interopérabilité pour supporter les véhicules électriques pouvant se brancher sur le réseau.
- 14. Standardisation des profils de données des compteurs intelligents
- 15. Harmoniser les normes de courants porteurs en ligne pour la communication des appareils ménagers.
- 16. Standards pour la communication des centrales éoliennes

Pour chacun de ces éléments à standardiser, un Plan d'Action Prioritaire (Priority Action Plan - PAP) à été élaboré. Le PAP "Standard de mise à jour du compteur intelligent" a déjà été finalisé, les 15 autres devront être achevés avant la fin de l'année 2010.

Le résultat du travail accompli pour la phase 1 a été rassemblé dans le document "NIST Special Publication 1108 - NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Release 1.0" publié en janvier 2010 [15].




Les Technologies de l'Information et de la Communication étant massivement exploitées dans le Smart Grid, sa sécurité est donc une préoccupation majeure. Un groupe de travail transversal (le Cyber Security Coordination Task Group [16]) a été également mis en place en 2009 pour adresser cette problématique. Le résultat du travail de ce groupe, qui rassemble 460 participants, a été publié dans deux avant-projets du rapport "NIST Interagency Report 7628 (Smart Grid Cyber Security Strategy and Requirements)" publiés en septembre 2009 [17] et février 2010 [18]. La version finale du rapport qui sera intitulé "NIST Interagency Report 7628 : Guidelines for Smart Grid Cyber Security" sera publiée en juillet 2010.

Phase 2 : Un partenariat public-privé permanent

Afin d'assurer l'évolution de ces standards sur le long terme, un partenariat permanent entre le secteur public et privé a été mis en place. Cela s'est traduit par la création du Panel d'Interopérabilité du Smart Grid (Smart Grid Interoperability Panel - SGIP) [19] en novembre 2009. Le SGIP regroupe 580 organisations [20] parmi lesquelles on trouve des entreprises privées, des universités, des instituts de recherche, des associations d'industriels, des organismes de standardisation, des laboratoires de tests, ainsi que des agences gouvernementales au niveau local, des Etats fédérés et de l'Etat fédéral. Près de 1600 représentants de ces organisations participent aux comités, aux groupes de travail et aux Plans d'Action Prioritaire.

Le groupe de direction est constitué de 27 membres qui représentent 22 parties prenantes, parmi lesquels on trouve les fournisseurs d'électricité, les fabricants d'équipements électriques, les fournisseurs de service domotique, des entreprises des Technologies de l'Information et de la Communication, des législateurs (state regulator), et même des cabinets de capital-risqueur. Le SGIP est ouvert aux acteurs internationaux : parmi les 580 organisations participantes, 52 ne sont pas américaines. On trouve par exemple plusieurs organismes internationaux comme l'ISO [21], le CEI [22]ou l'IEEE [23] et quelques grands groupes français comme EDF R&D [24], Legrand [25], Alstom Power [26], Areva T&D [27], Capgemini [28] ou encore la société franco-italienne STMicroElectronics [29].

Phase 3 : Structure de test et de certification pour le Smart Grid

Les spécifications des standards sont indispensables mais ne suffisent pas pour assurer l'interopérabilité et la sécurité. Il a donc été décidé de mettre en place un comité permanent "Test and Certification" [30] au sein du SGIP. Ce comité est co-présidé par un expert reconnu du secteur privé (le CEO et chercheur en chef du laboratoire de certification Drummond Group [31]) et par un responsable du Bureau de Coordination Nationale pour l'Interopérabilité du Smart Grid [32] au NIST. Le comité est constitué d'une vingtaine de membres représentants des laboratoires de test, des associations d'industriels, des fournisseurs d'électricité et de fournisseurs d'équipements pour le Smart Grid.

Le travail de ce comité consiste actuellement à prioriser les types de tests d'interopérabilité nécessaires, les critères de qualification des laboratoires de test, les exigences envers les Organismes de test et de certification, tout cela afin de faciliter les évaluations de conformité aux standards d'interopérabilité et de cyber sécurité.

La Chine fait cavalier seul ?

George Arnold a souligné que, bien que les Etats Unis restent en tête dans le processus d'élaboration de la structure du Smart Grid, l'ouverture à l'international était primordiale. 77% des standards identifiés dans la version 1.0 du "Framework" proviennent d'organismes de standardisation internationaux. Cette politique d'ouverture est en grande partie motivée par l'avantage économique que cela procure : les sociétés américaines dans le domaine du Smart Grid n'auront pas à développer des produits spécifiques pour le marché international.

En revanche, Georges Arnold s'inquiète de l'orientation que prend la Chine. Celle-ci ne collabore pas au projet et selon certains rapports, alors qu'elle prévoit d'investir 10 milliards de dollars par an pour son Smart Grid, elle envisagerait de développer ses propres standards en pariant sur le fait qu'ils s'imposeront d'eux même compte-tenu de la taille du marché chinois.

Des standards qui ne seront pour l'instant pas obligatoires

L'EISA mandate la FERC de s'engager sur une procédure de réglementation dès qu'un consensus suffisant sera obtenu sur des standards. La FERC travaille donc étroitement avec le NIST. Celui-ci est sur le point de finaliser des documents techniques pour informer la FERC sur les standards à inclure dans une éventuelle réglementation.

En revanche, la FERC, dans sa déclaration de politique générale, a conclu que l'EISA ne changeait pas le périmètre de sa juridiction. Mason Emnet (FERC) a donc alerté les membres de la commission sur le fait que l'adoption par la FERC de ces standards dans le cadre de l'EISA ne les rendaient pas obligatoires. Pour qu'ils le soient, il faudrait que l'autorité de la FERC dérive d'un autre pouvoir légal comme la Federal Power Act qui donne par exemple l'autorité à la FERC de réguler le marché de vente en gros de l'électricité.

A l'heure actuelle, l'adoption d'un standard par la FERC dans le cadre de l'EISA n'impacte pas les éventuelles réglementations en vigueur au niveau des Etats fédérés. John McDonald (GE Energy) considère que cela n'est pas une situation idéale et souhaite que les standards du Smart Grid soient rendus obligatoires par la loi.

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Pour en savoir plus, contacts :

- Témoignage intégral de George Arnold : http://science.house.gov/publications/Testimony.aspx?TID=15468
- Témoignage intégral de Mason Emmet : http://science.house.gov/publications/Testimony.aspx?TID=15469
- Témoignage intégral de John Mc Donald : http://science.house.gov/publications/Testimony.aspx?TID=15470
- Témoignage intégral de Conrad Eustis : http://science.house.gov/publications/Testimony.aspx?TID=15472
- Témoignage intégral de Lillie Coney : http://science.house.gov/publications/Testimony.aspx?TID=15473
- Articles Bulletins-Electroniques.com sur le Smart Grid aux Etats Unis :
* "Vers une tarification de la facture électrique en temps réel en Californie ?" : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63723.htm
* "La transmission des données pour le Smart Grid, un secteur très convoité" : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63619.htm
* "Le synchrophaseur, la nouvelle arme du Smart Grid" : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63472.htm
* "Eduquer et impliquer les consommateurs dans le Smart Grid, un besoin devenu nécessité" : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63195.htm
* "Les plans de développement de la Smart Grid dévoilés" : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/60712.htm

Code brève
ADIT :
64074

Source :

- [1] Article Wikipédia sur le Smart Grid : http://fr.wikipedia.org/wiki/Smart_grid
- [2] http://redirectix.bulletins-electroniques.com/ongqk
- [3] National Coordinator for Smart Grid Interoperability
- [4] Présentation du NIST : http://fr.wikipedia.org/wiki/NIST
- [5] Federal Energy Regulatory Commission - Commission nationale de la régulation de l'énergie - http://fr.wikipedia.org/wiki/Federal_Energy_Regulatory_Commission
- [6] http://www.gepower.com
- [7] http://www.portlandgeneral.com
- [8] http://epic.org/
- [9] http://www1.eere.energy.gov/femp/regulations/eisa.html
- [10] Demand Response : http://en.wikipedia.org/wiki/Demand_response
- [11] Article Wikipedia sur le protocole DNP3 (En) : http://en.wikipedia.org/wiki/DNP3
- [12] Article Wikipedia sur le standard IEC 61850 (En) : http://en.wikipedia.org/wiki/IEC_61850
- [13] Article Wikipedia "Poste electrique" : http://fr.wikipedia.org/wiki/Poste_electrique
- [14] Article Wikipedia "Phasor measurement Unit" : http://en.wikipedia.org/wiki/Synchrophasor
- [15] http://redirectix.bulletins-electroniques.com/Y06EW
- [16] Page web du CSCTG : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/bm91g
- [17] Draft 1 : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/T0YYU
- [18] Draft 2 : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/j3iB8
- [19] http://collaborate.nist.gov/twiki-sggrid/bin/view/SmartGrid/SGIP
- [20] Liste des organisations participantes : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/7Tvn2
- [21] http://fr.wikipedia.org/wiki/ISO
- [22] http://redirectix.bulletins-electroniques.com/vpzqS
- [23] http://fr.wikipedia.org/wiki/IEEE
- [24] http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectricit%C3%A9_de_France
- [25] http://fr.wikipedia.org/wiki/Legrand_%28entreprise%29
- [26] http://fr.wikipedia.org/wiki/Alstom
- [27] http://fr.wikipedia.org/wiki/Areva_T%26D
- [28] http://fr.wikipedia.org/wiki/Capgemini
- [29] http://fr.wikipedia.org/wiki/STMicroelectronics
- [30] http://redirectix.bulletins-electroniques.com/32WqR
- [31] http://www.drummondgroup.com
- [32] Office of the National Coordinator for Smart Grid Interoperability - NIST

Rédacteur :

Frédéric Lohier, deputy-stic.mst@ambafrance-us.org

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Origine :

BE Etats-Unis numéro 216 (16/07/2010) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/64074.htm
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