Smart energy management

Smart energy management
Vision de la transition

Piloter l’énergie pour intégrer les renouvelables et le stockage

Les systèmes de gestion de l’énergie (Energy Management Systems – EMS) permettent de coordonner la production, le stockage et la consommation d’électricité afin d’optimiser le fonctionnement d’un système énergétique en fonction des besoins des utilisateurs et du réseau.

En quelques chiffres :

  • 30,4 GW de solaire photovoltaïque installés en France fin 2025, avec une production en hausse de 32,7 % en un an — Panorama de l’électricité renouvelable 2025. 
  • 840 000 sites en autoconsommation individuelle fin 2025, contre 670 000 en 2024 — Enedis, Rapport RSE 2025.
  • 1 625 opérations d’autoconsommation collective fin 2025, contre 698 en 2024 — Enedis, Rapport RSE 2025.

Adapter le pilotage aux besoins des utilisateurs et du réseau

L’essor de l’éolien et du solaire accroît la part d’une production électrique variable et non pilotable, qui ne coïncide pas toujours avec la demande. Les besoins de pilotage diffèrent selon les usages : consommer davantage de l’électricité produite localement — l’autoconsommation —, maîtriser les coûts énergétiques ou mobiliser les équipements pour fournir des services au réseau électrique.

Les EMS s’appuient sur des données, des prévisions et des algorithmes d’optimisation pour adapter le fonctionnement des équipements à ces différents objectifs.

Défis

  • optimiser l’utilisation du stockage en fonction de la production et de la consommation
  • maximiser l’autoconsommation individuelle ou collective 
  • mobiliser les équipements énergétiques pour répondre aux besoins des utilisateurs et fournir des services au réseau
     

IFPEN accompagne le développement de nouveaux usages de l’électricité par ses travaux sur les systèmes de gestion de l’énergie. Ils permettent d’adapter le pilotage de la production, du stockage et de la consommation aux besoins des utilisateurs et du réseau électrique.

Solutions & innovations

Piloter les systèmes énergétiques selon les usages

À partir des prévisions de production et de consommation, IFPEN développe des stratégies de pilotage capables d’arbitrer en temps réel entre production locale, stockage, consommation et échanges avec le réseau. Elles sont adaptées à différents usages : autoconsommation individuelle ou collective, maîtrise des coûts énergétiques et services au réseau électrique.

Optimiser l’autoconsommation photovoltaïque sur un site

Objectif : maximiser l’utilisation sur site de l’électricité photovoltaïque produite localement et optimiser le pilotage de la batterie en fonction des besoins de l’utilisateur.

Un homme et une femme signant un document côte à côte devant des kakémonos

Solution développée

  • Solution NOE développée par IFPEN et commercialisée par Soalis
    → système de gestion et de pilotage de l’énergie (EMS) associant installation photovoltaïque et batterie
    → algorithmes d’optimisation des stratégies de recharge et de décharge
    → prévision de la consommation et de la production d’énergie et analyse des tarifications
    → pilotage depuis un service cloud et suivi en temps réel via un tableau de bord connecté
Illustration isométrique d'un bâtiment équipé de panneaux solaires et d'une borne de recharge, avec flux d'énergie

Applications

  • autoconsommation photovoltaïque avec stockage par batterie 
     
  • optimisation et maîtrise de la consommation énergétique
     
  • entreprises et collectivités
Maquette 3D d'un réseau électrique reliant éoliennes, panneaux solaires, transformateurs, stockage et bornes de recharge

Optimiser l’autoconsommation collective

Objectif : favoriser l’émergence et la rentabilité de projets d’autoconsommation collective, dans lesquels une production d’électricité renouvelable locale est partagée entre plusieurs producteurs et consommateurs au sein d’une communauté énergétique.

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Solution développée

→ méthodes d’optimisation et de calcul de répartition de l’énergie, pour déterminer comment répartir la production locale entre les différents participants

→ modèles de machine learning appliqués à l’optimisation de cette répartition

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Applications

  • partage d’une production d’électricité renouvelable locale entre plusieurs producteurs et consommateurs ;
  • amélioration de la gestion énergétique des communautés énergétiques ;
  • accompagnement du développement de projets d’autoconsommation collective
Éoliennes et panneaux solaires au coucher du soleil, avec graphiques de données en surimpression

Agréger des batteries pour fournir des services au réseau électrique

Objectif : piloter de manière coordonnée un ensemble de batteries réparties chez différents utilisateurs afin de mobiliser leur capacité de stockage en fonction des besoins du réseau électrique.

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Solution développée

→ méthodes d’agrégation de batteries diffuses, permettant de regrouper virtuellement plusieurs batteries pour les piloter comme un ensemble

→ algorithmes d’optimisation permettant de coordonner leur fonctionnement et de mobiliser l’énergie disponible en fonction des besoins du réseau

→ stratégies de pilotage pouvant également intégrer l’empreinte CO₂ de l’électricité prélevée sur le réseau

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Applications

  • mise à disposition d’une réserve en capacité, c’est-à-dire d’une capacité énergétique mobilisable en cas de besoin
  • participation aux réserves primaire et secondaire, qui contribuent au maintien de l’équilibre du réseau électrique 
  • réduction de l’empreinte CO₂ associée au prélèvement d’électricité sur le réseau
Icône lumineuse d'une batterie avec symbole d'éclair sur fond de traits lumineux verts

Stockage massif d'électricité

Site industriel de stockage d'électricité par batteries, avec éoliennes et surimpressions numériques

Stocker l’électricité pour répondre aux besoins de flexibilité du système électrique

Les EMS pilotent l’utilisation de l’électricité stockée en fonction des besoins. IFPEN développe également des technologies de stockage massif et longue durée, complémentaires des batteries électrochimiques.

Voir la page de cette thématique

Impacts

Des impacts pour les utilisateurs et le système électrique

Climat — mieux valoriser l’électricité renouvelable

  • Meilleure utilisation de la production photovoltaïque locale en coordonnant stockage et consommation avec les périodes de production. 
  • Réduction des prélèvements aux périodes les plus carbonées en intégrant l’empreinte CO₂ de l’électricité au pilotage. 

Économie — réduire et maîtriser les coûts énergétiques

  • Jusqu’à 50 % de réduction de la facture d’électricité avec NOE pour certains sites équipés de photovoltaïque et de batteries. 
  • Meilleure maîtrise des coûts énergétiques en adaptant le stockage aux prévisions de production, de consommation et aux tarifs de l’électricité. 

Société & usages — adapter le pilotage aux différents usages

  • Meilleure utilisation de l’électricité produite sur un site par le pilotage conjoint du photovoltaïque, du stockage et de la consommation. 
  • Meilleur partage de l’électricité produite localement entre les participants à une opération d’autoconsommation collective. 
  • Mobilisation des batteries au service du réseau pour répondre à différents besoins de flexibilité.

Recherche & expertise

Une expertise scientifique pour piloter les systèmes énergétiques intelligents

IFPEN mobilise des compétences en optimisation, modélisation et sciences des données pour développer des systèmes capables de prévoir la production et la consommation, optimiser les stratégies de pilotage et gérer les équipements énergétiques en temps réel.

Compétences scientifiques mobilisées

!! Tags à reprendre/ajuster par rapport à l'actuelle taxonomieChamps disciplinaires

Technicien en casque et gilet de sécurité travaillant sur un ordinateur portable devant des armoires électriques

Méthodes numériques et optimisation
 Science des données Intelligence artificielle ? génie électrique et électronique système d'automatisation et de contrôle méthode numériques et optimisation systèmes temps réels
 Modélisation et simulation des systèmes Génie chimique et génie des procédés?  
Systèmes électriques ?   Stockage et flexibilité énergétique ?  Architectures cloud ?  IoT et systèmes connectés ?
...à remplacer par Sciences de l'ingénieur Mathématiques et informatique ?

Accéder à toutes les compétences

Infrastructures et plateformes

Panneaux solaires installés sur un toit terrasse à côté de locaux techniques

 

  • EMS-lab@IFPEN, plateforme cloud assurant le suivi et le pilotage en temps réel de sites équipés par les partenaires d’IFPEN, ainsi que la gestion automatisée des prévisions de production, de consommation et des scénarios d’optimisation ;
  • démonstrateur en autoconsommation sur le site IFPEN de Lyon, associant panneaux photovoltaïques, batterie stationnaire Li-ion et onduleurs, permettant de tester les algorithmes de pilotage en conditions réelles.

Accéder aux infrastructures

Vidéo : Construction du bâtiment Citrine à IFPEN-Lyon
 

Formation

Former les compétences du pilotage énergétique et des systèmes intelligents

Formation académique

IFP School

Programmes IFP School :
→ Electricity Management and Digital
→ Énergie et marchés

Formation par la recherche

Thèses

Encadrement de x travaux de thèse sur le pilotage énergétique et les systèmes intelligents (à compléter si pertinent)
→ Accéder au site des thèses

Contribution à la filière

• Formation d’experts en gestion énergétique et flexibilité électrique
• Accompagnement de la montée en compétences des acteurs des smart grids
• Diffusion des compétences numériques appliquées à l’énergie

Identité & utilité publique

Éclairer les nouveaux usages de la flexibilité électrique

Le développement de l’autoconsommation, des batteries distribuées et des communautés énergétiques fait émerger de nouvelles façons de produire, consommer et partager l’électricité. IFPEN mobilise ses travaux de modélisation et d’optimisation pour mieux comprendre ces nouveaux usages et évaluer les stratégies de pilotage permettant de les accompagner.

IFPEN contribue à:

  • évaluer différentes stratégies de pilotage en fonction des profils de production et de consommation ;
  • étudier les conditions de développement de l’autoconsommation individuelle et collective, notamment à travers l’optimisation de la répartition de l’énergie ;
  • évaluer la contribution de batteries distribuées aux besoins du réseau, grâce à leur agrégation et à leur pilotage coordonné ;
  • partager son expertise au sein des écosystèmes professionnels des systèmes électriques intelligents. [ATEE / Capenergies]. préciser la nature des contributions à valoriser
Pylônes électriques devant une ville illuminée, reliés par un réseau de points lumineux

Collaborer pour développer les systèmes énergétiques intelligents

IFPEN associe ses compétences en optimisation, sciences des données et pilotage à celles d’acteurs de l’énergie pour développer des solutions de gestion énergétique, les tester en conditions réelles et accompagner leur déploiement, de l’autoconsommation aux services rendus au réseau électrique.

FAQ

Foire aux questions

Vous trouverez ici les réponses aux questions les plus fréquentes.
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Contact

Yannick Peysson

Yannick Peysson

Program Manager: "Energy Storage and Management" and "Sustainable Uses of the Subsurface for the Energy Transition"