Leffacement de consommation électrique consiste, en cas de déséquilibre offre-demande d'électricité, à provisoirement réduire la consommation physique d'un site donné ou d'un groupe d'acteurs (par rapport à sa consommation « normale »). L'effacement est déclenché par une stimulation extérieure, typiquement en période de pointe de consommation électrique journalière ou saisonnière. C'est un type de modulation de la courbe de charge par le pilotage de la demande.
L'effacement fait partie des leviers de flexibilité du système électrique et peut, à ce titre, constituer un substitut économique à l'installation de nouveaux moyens de production et une réponse à la difficulté de stocker de l'énergie pour l'utiliser plus tardremonter de l'eau dans les barrages, génération d’hydrogène, notamment afin de contribuer à l'équilibrage du réseau lors d'une baisse de production, d'une hausse de consommation, ou de compenser l'intermittence de la production à partir d'énergies renouvelables (solaire, éolien), sans sacrifier le confort des ménages et la production des entreprisesENSIACET, INP Toulouse, ENSEEIHT, Prospectives d’évolution de la consommation électrique domestique à l’horizon 2030 , sur marine.sinquin.free.fr, 53 p.. Par exemple, faire la lessive ou la vaisselle la nuit et l'extinction de 15 à du chauffage électrique dans un logement ou un bureau bien isolé ne modifie pas le confort des consommateurs. De même, l'arrêt d'un process industriel a un impact limité si l'usine peut continuer à fonctionner sur ses stocks intermédiaires.
L'effacement est facilité par le développement des « réseaux intelligents » permis par les TICs, avec l'utilisation d'automates industriels ou de compteurs intelligents de type LinkyCleantech Republic Vidéo, Gestion des énergies renouvelables intermittentes et dispositifs d’effacement, émission du WebTV Thema « Ville durable et intelligente »., dans une dynamique de type « troisième révolution industrielle » notamment. La structure autrefois pyramidale et centralisée du système électrique tend à devenir plus horizontale et à donner aux consommateurs un rôle plus actif, tout en permettant un système plus efficient et sûr (« optimisation stochastique » Alice Chiche, chap. 3 : L’optimisation stochastique sur arbres de scénarios (avec EDF R&D- Clamart, et INRIA Paris-Rocquencourt, projet POMDAPI), 189 pages).
Histoire En France, dans les années 1950, alors que les barrages électriques produisent parfois trop d'électricité par rapport aux besoins existants autour des premières lignes THT, des contrats tarifaires d’effacement sont signés entre EDF et certains industriels tels que des fonderiesAPA, J. M. Piatek et R. Béhin, « Actualités-Effacement électrique en fonderie, une nouvelle manière de consommer l'énergie », Fonderie Magazine, (29), 11, 2012.. Ces contrats vont se généraliser pour des industriels qui peuvent acheter l'électricité moins chère, s'ils s'engagent à ne pas utiliser d’électricité (ou alors à un coût très élevé), les jours de l’année choisis par EDFActuellement par an.
Le concept d'effacement de consommation visant à mieux équilibrer le système électrique en temps réel a eu des précurseurs en France avec les tarifs horo-saisonnalisés (de type heures pleines/heures creuses, 1965) ou encore les contrats dits EJP (1982)Qu'est-ce que l'option EJP ?, sur particuliers.edf.com (consulté le )..
Le tarif EJP ou Effacement jour de pointe d'EDF, en France, permet de bénéficier d'une réduction tarifaire importante en contrepartie de tarifs nettement plus élevés, voire prohibitifs, pendant dans l'année, décidés par EDF. Ces journées dites « rouges » sont indiquées la veille par EDF afin que les clients puissent se préparer à limiter leur consommation d'électricité. Ce tarif n'est plus commercialisé depuis 1998, mais reste en vigueur pour les clients l'ayant souscrit avant 1998. De même le tarif Tempo avec rouges, blancs et le reste de l'année (jours bleus) à un tarif avantageux ; ce tarif peut être avantageux pour les clients en mesure d’adapter leur consommation au tarif du jour en baissant le chauffage ou en limitant drastiquement l’usage d’appareils électriques comme les machines à laver ou lave-vaisselleTarif EDF Tempo : option et couleurs, fournisseurs-energie.com, novembre 2020.. Des formules plus souples et graduées de ce principe seront permises par les réseaux électrique intelligents au moyen les nouveaux compteurs intelligents d'électricité (tels Linky, installé en France par Enedis). Dans le même temps, EDF puis RTE ont fait des offres d'effacement à de gros consommateurs, industriels le plus souvent.
Dans les années 2000, RTE a envisagé et testé un effacement diffus consistant à « supprimer » simultanément la consommation de milliers de logements contractuellement volontaires. Un opérateur disposant de moyens de télégestion (un boîtier est gratuitement ajouté au tableau électrique) éteint durant un certain temps (quelques minutes en général) le chauffage ou la climatisation du client. L'adhérent est ensuite rémunéré par le gestionnaire de réseau pour ses « négawatts », par un coût d'électricité un peu plus avantageux le reste du temps, comme s'il était un producteur d'électricitéSophie Fabrégat, « Électricité : première évaluation des gains liés à l'effacement diffus », Actu-Environnement, 15 octobre 2012..
Selon des études et tests faits par le CSTB et l’ADEME avec la société Voltalis (société créée en 2006, unique acteur d'effacement diffus qualifié par RTE) et RTE en Bretagne sur , l'effacement diffus peut aussi permettre aux consommateurs d'économiser de l'électricité. ..
Depuis 2009, l'effacement de consommateurs industriels est de plus en plus utilisé par RTE et supplante en partie les offres EJP d’EDF. Cette croissance a été notamment facilitée par l’arrivée de tierces parties dédiées (telles que E.ON France ou ), qui agrègent les capacités d’effacement des consommateurs et les rendent plus fiables.
L'effacement a pris une importance nouvelle d'une part dans la perspective de la transition énergétique vers les énergies propres, sûres et renouvelables, d'autre part dans la transition vers un marché de l'électricité plus libéralisé et dérégulé. Dans ces deux cas, il y a une volonté de décentraliser le dispatching et de le rendre optimal pour les individus et collectivités. Pour cela, des règles de quantification et de rémunération des droits des consommateurs et des producteurs participant aux marchés de l’électricité doivent être établiesC. Crampes, T.O. Léautier, Dispatching, redispatching et effacement de demande , Institut d'économie industrielle, Toulouse, septembre 2010..
Toutefois, l'effacement ne peut répondre aux défaillances de production (production inférieure aux besoins), ni aux défaillances graves du réseau (incapacité du réseau à conduire l'électricité jusqu'au consommateur final). En particulier, dans les pays pauvres ou en guerre, les effacements n'empêchent pas des délestages massifs, des coupures tournantes ou des délestages sélectifs qui contribuent à la précarité énergétique et aux inégalités face à l'énergie.
Principe Le gestionnaire de réseau (RTE en France) considère la consommation de référence ( en anglais), qui est estimée en fonction d'un historique de consommation ainsi que des conditions notamment météorologiques (température, nébulosité) et économiques (semaine ou weekend, jour férié, vacances).
Ce gestionnaire compare la consommation réelle et la consommation de référence et en déduit un historique d'effacement réalisé. En fonction du contrat passé entre le consommateur et son fournisseur d'électricité ou avec un « agrégateur », l'effacement est soit validé et donne alors lieu à une rémunération, soit jugé « défaillant »'et, dans ce cas, une « pénalité » peut être appliquée.
Action à quatre niveaux Outre une action en amont d'écoconception, éco-domotique, sensibilisation, l'effacement concerne concrètement quatre niveaux d'action.
Pilotage d'urgence (ou « délestage ») Souvent en situation d'accident ou de catastrophe, il se fait sans consultation du client/consommateur, éventuellement avec une alerte et un certain délai lui permettant de basculer sur des ressources propres tels que groupe électrogène, chaudière de secours, etc.) ; Dans certains cas le client conserve une marge d'autonomie (par exemple le ou PCT, obligatoire dans les bâtiments neufs qui en Californie .. Parfois le signal radio sera préférable au courant porteur qui n'existe éventuellement plus dans le cas d'un délestage d'urgence. En Bretagne (France), une information d'urgence envoyée à travers le dispositif EcoWatt à des consommateurs volontaires (particuliers, collectivités locales, entreprises...) a déjà permis un effacement volontaire correspondant à une ville de .
Pilotage contractualisé de la charge Le client autorise l'opérateur extérieur ou le fournisseur à modifier sa consommation. Ce pilotage peut se faire notamment dans le cadre du Mécanisme d'ajustement (où un système d’offres à la hausse et à la baisse incite les acteurs du mécanisme d’ajustement à ajuster leur consommation à l'offre de RTE en temps réel, selon un interclassement des besoins basé sur un critère de préséance économique). Des opérateurs intermédiaires entre le fournisseur et le consommateur sont dits « agrégateurs ». En 2010, ce sont surtout les gros consommateurs qui étaient ciblés : tout site effacé devait représenter une puissance d'au moins , seuil que RTE a proposé de faire passer à . Diminuer ce seuil pour le rendre accessible aux particuliers améliorerait les capacités d'ajustement diffus, mais implique de modifier les systèmes d'information des gestionnaires de réseau de distribution. Lorsque des compteurs intelligents sont assez nombreux sur une zone, RTE peut sous-traiter la gestion locale de l'équilibre à des responsables d'équilibre. (.)
Incitation tarifaire L'exemple classique de l'incitation tarifaire est le système des heures pleines/creuses, suivies des tarifs EJP et Tempo, dits « à pointe mobile », dont le signal de basculement est piloté par le gestionnaire de réseau. C'est ici le signal-prix, modulé dans le temps en fonction du coût d'approvisionnement en électricité, qui est le facteur d'incitation, à travers les économies faites par ceux des consommateurs qui adaptent volontairement leur comportement. L'asservissement électronique et la télégestion de certains usages complètent le système. En France, la télécommande la plus fréquente est à fréquence musicale pilotée par le réseau de distribution lui-même, qui en 2010 produit disponibles, dont 12 pour l'éclairage public et 28 pour les tarifs heures pleines/creuses, EJP et Tempo.
Intérêt financier de l'opérateur d'effacement L'opérateur d'effacement est rémunéré en fonction de la quantité d'énergie effacée, à partir de 2015. Il s'agit alors d'un marché privé rémunérateur.
L'effacement volontaire de consommation est, en France, considéré dans le « scénario de référence » par RTE. Par exemple, des pompes à chaleur installées dans l'habitat ancien sont « effacées » les jours de grand froid, les chaudières qui ont été maintenues ou mise en route d'un chauffage bi-énergie (fioul, bois), ce qui selon les prospectivistes de RTE représenterait un effacement de puissance de pour l'hiver 2012-2013 et de pour l'hiver 2019-2020..
Intérêt Pour un gestionnaire de réseau électrique confronté à un pic de demande en électricité, trois grandes solutions sont possibles (et parfois complémentaires) : faire appel au réseau international (solution coûteuse et réservée aux urgences. De plus en période de froid, les autres pays sont également en situation tendue, voire eux-mêmes en manque d'électricité) ; activer des moyens supplémentaires de production électrique (centrale au gaz, fuel ou charbon souvent, qui ne fonctionnent qu'en production de pointe) ;