Afin d’optimiser les conditions d’injection du biométhane dans les réseaux, RICE a contribué au développement d'un outil d’optimisation technico-économique : Biozone. Découvrez comment l’utilisation de cet outil contribue au développement de la filière.
GRTgaz a l’ambition d’être un acteur leader de la transition écologique pour rendre possible un avenir énergétique sûr, abordable et neutre pour le climat. Elle participe ainsi au développement de la filière biométhane afin de sortir au plus vite de l’utilisation intensive de gaz fossile.
Le législateur accompagne cette démarche : la Loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte a fixé comme objectif de porter la part de gaz renouvelable à 10% de la consommation de gaz en France en 2030 – contre 1% actuellement.
Le biométhane est un gaz 100% renouvelable produit localement par un processus de méthanisation à partir de déchets organiques : des déchets agricoles, ménagers, industriels mais également des ordures ménagères, issus de l’industrie agro-alimentaire, de la restauration collective, ou encore des boues de stations d'épuration. De quoi faire avancer la cause d’une nouvelle filière au service du « verdissement » du gaz et de l’économie circulaire.
La forte augmentation des volumes de biométhane injectés sur les réseaux de transport et de distribution nécessite des adaptations de ces réseaux conçus historiquement pour acheminer le gaz de manière unidirectionnelle et centralisée, de l’amont vers l’aval.
Par exemple, lorsque le volume de biométhane injecté dans un réseau de distribution est trop important pour être consommé localement, une installation d’un rebours doit être mise en place afin de faire « remonter » le gaz vers le réseau de transport.
Afin de préparer au mieux l’augmentation progressive de la production décentralisée de biométhane pour les années à venir, GRTgaz a besoin de développer une vision long terme des investissements nécessaires. Pour répondre à cette problématique, GRTgaz a développé l’outil Biozone. Il s’agit d’un outil d’aide à la décision reposant sur des techniques de Recherche Opérationnelle comme la programmation linéaire. Suite à la réalisation courant 2019 d’une première version « prototype » par la Direction Système Gaz de GRTgaz, avec le concours de l’EnergyLab de SIA Partners, la poursuite du développement et l’industrialisation de l’outil ont été repris par RICE, le centre de R&D de GRTgaz, fort de ses compétences en mathématiques appliquées et développement d’outils.
L’objectif de Biozone est de déterminer le meilleur raccordement possible pour chaque unité de production de biométhane au réseau de transport ou de distribution. L’outil peut également choisir de poser des rebours sur le réseau de distribution et des compresseurs sur le réseau de transport lorsque localement, les volumes des unités s’y raccordant le nécessitent.
Les résultats sont obtenus en quelques minutes, afin de répondre aux exigences opérationnelles des utilisateurs.
Plusieurs défis d’envergure ont dû être relevés lors des développements de l’outil comme :
Afin de permettre une exploitation directe des résultats de l’optimisation, Biozone génère plusieurs types d’indicateurs, et les restituent grâce à une représentation géographique. Celle-ci permet de pouvoir facilement zoomer/dézoomer sur une partie du territoire afin d’en visualiser facilement les raccordements proposés par l’outil.
Concrètement, Biozone a d’abord servi à alimenter avec des données chiffrées - notamment les nombres de rebours et les investissements associés - les discussions sur un horizon moyen terme (5 ans) autour de la mise en place du droit à l’injection, socle réglementaire encadrant le développement de la filière biométhane.
Ce socle réglementaire fournit des ratios technico-économiques limites dont notamment le coût d’investissement maximal par unité de biométhane injecté dans les réseaux. Ces ratios limites conditionnent la progression de la filière : trop hauts (i.e. peu contraignants), ils suscitent beaucoup d'investissements pas toujours justifiés ; trop bas (i.e. très contraignants), ils freinent les investissements et donc le développement du biométhane.
Plus récemment, Biozone a également servi à une estimation de la trajectoire des investissements réseaux à des horizons plus lointains (10 à 15 ans). L’étude a pu déterminer une courbe des investissements nécessaires en fonction des volumes de biométhane produits. Cela a permis d’initier les réflexions sur l’évolution du droit à l’injection pour les années à venir.
