tag:theconversation.com,2011:/us/topics/reseaux-intelligents-31313/articlesréseaux intelligents – The Conversation2023-05-11T18:16:07Ztag:theconversation.com,2011:article/2037132023-05-11T18:16:07Z2023-05-11T18:16:07ZObjets connectés : quand les pannes en cascade se propagent d’un objet à l’autre<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/523200/original/file-20230427-18-95cb06.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=41%2C24%2C5446%2C3274&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Une panne sur un objet peut se propager aux objets dont il dépend.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/image-photo/woman-using-smart-wall-home-control-769499347">goodluz, Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>La pandémie de Covid-19 a bouleversé le monde et généré des conséquences économiques et sociétales en cascade. Une pandémie équivalente est présente dans le réseau des objets connectés, ou « Internet des objets ». Elle est connue sous le nom de <a href="https://ieeexplore.ieee.org/document/9174628">« pannes en cascade »</a>.</p>
<p>Les <a href="https://theconversation.com/trois-facteurs-cles-de-succes-pour-favoriser-ladoption-des-objets-connectes-115170">objets connectés</a> se font aujourd’hui une place dans notre vie quotidienne, des ampoules commandables à distance aux <a href="https://theconversation.com/video-surveillance-ou-vont-nos-donnees-171622">caméras de surveillances connectées</a>. Mais ils sont très vulnérables aux pannes : un objet connecté tombe en panne en moyenne <a href="https://dl.acm.org/doi/10.1145/2070942.2070966">4 heures par jour</a> à cause de pannes d’alimentation électrique, d’interruptions du réseau ou encore de défaillances du matériel informatique.</p>
<p>Comme leur nom l’indique, ces objets connectés sont interdépendants pour échanger des services et des données – par exemple, l’<a href="https://theconversation.com/pourquoi-les-appareils-a-commande-vocale-nous-enregistrent-ils-quels-en-sont-les-risques-122908">assistant vocal Alexa doit échanger des informations et contrôler</a> les interrupteurs pour allumer ou éteindre les ampoules à la demande, mais aussi les serrures, ou la machine à café connectée. Par conséquent, une panne sur un objet connecté se propage aux autres… de la même façon que le Covid-19 pour les humains. Par exemple, si votre ampoule connectée tombe en panne, Alexa pourrait être affectée et ne plus répondre à vos requêtes.</p>
<p>Les pannes en cascade engendrent donc des dysfonctionnements d’appareils connectés parfois gérés par des acteurs différents (constructeurs, opérateurs réseau par exemple). La dégradation du service proposé aux utilisateurs tend à générer plus d’appels aux services clients et de sollicitations des techniciens, ce qui augmente le coût de gestion des objets connectés (par exemple, pour l’opérateur Orange, le coût d’un appel client est <a href="https://www.researchgate.net/publication/337160142_Towards_a_Unified_IoT_Device_Management_Federative_Platform_-_Presentation_at_ETSI_IoT_Week_2019">20 euros et une intervention technique coûte 100 euros</a>).</p>
<p>Ces pannes peuvent également générer des pertes d’énergie dans les environnements connectés : par exemple, il semble que <a href="https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-76477-7_14">25 à 45 % d’énergie</a> des systèmes intelligents de chauffage, ventilation et climatisation est gaspillée en raison de pannes.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/523195/original/file-20230427-20-gwef3e.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="schéma expliquant la stratégie" src="https://images.theconversation.com/files/523195/original/file-20230427-20-gwef3e.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/523195/original/file-20230427-20-gwef3e.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=332&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/523195/original/file-20230427-20-gwef3e.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=332&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/523195/original/file-20230427-20-gwef3e.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=332&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/523195/original/file-20230427-20-gwef3e.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=417&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/523195/original/file-20230427-20-gwef3e.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=417&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/523195/original/file-20230427-20-gwef3e.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=417&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">La stratégie que nous développons pour soigner les pannes en cascade : repérer la source de la panne et la réparer grâce à des techniciens virtuels qui surveillent chacun un groupe d’objets connectés.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Amal Guittoum</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p>Les solutions développées par les chercheurs et les opérateurs d’Internet des objets ressemblent en fait aux solutions proposées pour lutter contre le Covid-19 : d’une part, maîtriser les relations « sociales » entre les objets connectés, pour identifier rapidement les « cas contacts » et faciliter le diagnostic ; et d’autre part « vacciner » le réseau d’objets connectés. Pour détecter les pannes, isoler les objets concernés et corriger les pannes en cascade, nous utilisons des « techniciens virtuels ».</p>
<h2>Les objets connectés fonctionnent en réseau</h2>
<p>L’internet des objets (IoT) est un concept très utilisé actuellement : en France, on le retrouve notamment sous la forme de villes connectées avec des transports « intelligents » ou de bracelets connectés pour surveiller l’état de santé de personnes âgées.</p>
<p>Ces objets connectés font partie d’un seul réseau, appelé « internet des objets ». Ce réseau géant est organisé en sous-réseaux fonctionnels (par exemple le réseau « la maison connectée de Mme Dupont »), dans lesquels les objets connectés sont interdépendants. Ils partagent des « dépendances de service », lorsqu’un objet utilise les services d’un autre (Alexa et l’ampoule), ou encore des « dépendances d’état », lorsque l’état d’un objet dépend de l’état d’un autre (avec une règle d’automatisation, par exemple « ouvrir les fenêtres si le climatiseur est désactivé »).</p>
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<p>Les objets connectés collectent des données – par exemple la température ambiante, des signes vitaux, des flux vidéo – et peuvent les transférer aux autres objets et applications pour créer des services intelligents, par exemple un service intelligent pour soigner les personnes âgées, ou un service de surveillance de la maison.</p>
<p>Ces objets peuvent aussi être gérés à distance (avec l’accord de l’utilisateur) et réparés lorsqu’ils tombent en panne.</p>
<h2>Des pannes en cascade qui se propagent d’un objet à l’autre</h2>
<p>En effet, si une panne survient sur un objet connecté, elle pourra parfois se propager en cascade sur les objets qui lui sont dépendants. L’impact de ce type de pannes « en cascade » est exacerbé par plusieurs facteurs. Tout d’abord, la grande taille des réseaux d’internet des objets (IoT) avec <a href="https://www.statista.com/statistics/471264/iot-number-of-connected-devices-worldwide/">plus de 70 milliards d’objets connectés dans le monde (estimation pour 2025)</a>.</p>
<p>De plus, les objets connectés sont de plus en plus interconnectés – un phénomène accéléré par l’avènement de plates-formes (<a href="https://ifttt.com/">IFTTT</a> ou <a href="https://www.smartthings.com/">SmartThings</a> par exemple) qui permettent aux utilisateurs de créer des règles d’automatisation pour connecter leurs objets entre eux (« si le climatiseur est désactivé, alors ouvrir les fenêtres »).</p>
<p>Le troisième facteur est la <a href="https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-44038-1_59">gestion fragmentée des objets connectés et de leurs pannes par de nombreux acteurs différents</a> : opérateurs, fournisseurs de service, constructeurs d’objets connectés par exemple, chacun proposant sa propre plate-forme. Chaque opérateur maîtrise seulement une sous-partie des liens de dépendances entre les objets connectés, ce qui complique le diagnostic des pannes en cascade, notamment l’identification de la source (quel objet a provoqué la panne initiale).</p>
<h2>Maîtriser les relations sociales entre les objets connectés : un premier pas vers la résolution des pannes en cascade</h2>
<p>Le premier pas vers la résolution des pannes en cascade sur les objets connectés est la reconnaissance automatique des liens de dépendances entre les objets connectés : deux objets connectés sont dépendants si l’un utilise les services de l’autre (Alexa est dépendante de l’ampoule connectée, et vice versa).</p>
<p>Nous avons inventé un outil qui permet de reconnaître les liens de dépendances entre les objets connectés.</p>
<p>Notre approche consiste à construire un « jumeau numérique » décrivant les objets et les liens de dépendances entre eux (services et données échangés). Un jumeau numérique représente un aspect du monde réel de façon virtuelle (numérique) et synchronisée.</p>
<p>Ces différentes informations sont décrites à l’aide d’un vocabulaire partagé (ou « ontologie ») que nous avons inventé – un bon moyen pour structurer et exploiter des informations hétérogènes.</p>
<p>En construisant le jumeau virtuel d’une maison « intelligente » pleine d’objets connectés, nous avons développé une preuve de concept : notre simulation permet bien <a href="https://videos.univ-grenoble-alpes.fr/video/26071-inferring-threatening-iot-dependencies-using-semantic-digital-twins/">d’identifier automatiquement les dépendances entre les objets connectés</a>, même si celles-ci varient au cours du temps, <a href="https://dl.acm.org/doi/10.1145/3555776.3578573">ce qui n’était pas possible auparavant</a>.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="des ronds reliés par des flèches" src="https://images.theconversation.com/files/523197/original/file-20230427-28-isby9t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/523197/original/file-20230427-28-isby9t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=560&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/523197/original/file-20230427-28-isby9t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=560&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/523197/original/file-20230427-28-isby9t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=560&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/523197/original/file-20230427-28-isby9t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=703&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/523197/original/file-20230427-28-isby9t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=703&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/523197/original/file-20230427-28-isby9t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=703&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Les graphes permettent de capturer les dépendances entre divers types d’objets – une stratégie aussi utilisée pour étudier le système immunitaire des êtres vivants, comme sur cette image.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://pubs.aip.org/aip/cha/article/21/1/016109/986137/Analyses-of-antigen-dependency-networks-unveil">Asaf Madi et collaborateurs, Chaos, 2011</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Vacciner le réseau des objets connectés avec des agents autonomes : une solution automatique pour les pannes en cascade</h2>
<p>Puis il faut aussi identifier la source de la panne en cascade et la corriger. Pour cela, nous utilisons des « techniciens virtuels » – des mini-applications autonomes qui surveillent les objets connectés.</p>
<p>Chaque agent veille sur un ensemble d’objets connectés. Lorsqu’un objet tombe en panne, son agent analyse ses symptômes (une température ou un usage de la mémoire anormal par exemple). Ensuite, cet agent utilise un <a href="https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8352646">système d’intelligence artificielle</a> pour déterminer le type de la panne et les actions correctives. Si l’agent soignant ne peut pas corriger la panne, par exemple si la panne vient d’un objet géré par un autre agent, il sollicite les autres agents en analysant les liens de dépendances entre les objets, ce qui permet d’identifier la source de la panne et de la corriger.</p>
<hr>
<p><em>Cet article est publié en partenariat avec le laboratoire d'Orange Innovation.</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/203713/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Amal Guittoum est en thèse à Orange Innovation et à l'Université de Grenoble Alpes (thèse CIFRE), encadrée par Sébastien Bolle, François Aissaoui, Fabienne Boyer et Noel De Palma.</span></em></p>Comme lors d’une pandémie, les pannes se propagent d’un objet à l’autre. Cas contact, isolement, vaccins : les stratégies pour y remédier semblent familières.Amal Guittoum, Doctorante en Web Sémantique appliqué à l'Internet des objets, Orange Innovation, Université Grenoble Alpes (UGA)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1600522021-06-27T17:04:13Z2021-06-27T17:04:13ZComment marchent votre réseau wifi et vos appareils connectés – et pourquoi ils sont vulnérables aux attaques informatiques<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/407881/original/file-20210623-19-o5up26.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=17%2C2083%2C3976%2C3910&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Les réseaux sans fil fonctionnent avec beaucoup d’intermédiaires. Certains sont-ils corrompus&nbsp;?</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/7wBFsHWQDlk">Zak, Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>L’apparition du Covid-19 a été accompagnée d’une forte hausse du nombre de cyberattaques dans le monde envers les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Infrastructure_critique">« infrastructures critiques »</a>. Depuis le début de la pandémie, le nombre d’attaques connues a <a href="https://www.imcgrupo.com/covid-19-news-fbi-reports-300-increase-in-reported-cybercrimes/">augmenté de 300 %</a>, avec en 2020 une <a href="https://www.fintechnews.org/the-2020-cybersecurity-stats-you-need-to-know/">hausse de 238 %</a> envers le milieu banquier. De plus, 27 % des attaques durant 2020 ont pris pour cible le <a href="https://www.ouest-france.fr/economie/cyberattaques-pourquoi-les-hopitaux-sont-ils-vises-7156970">milieu hospitalier</a>, avec la France qui en <a href="https://www.lemonde.fr/pixels/article/2021/02/12/touche-par-une-cyberattaque-massive-l-hopital-de-dax-veut-poursuivre-les-soins-coute-que-coute_6069664_4408996.html">début 2021</a> s’est retrouvée en ligne de mire pour les cybercriminels.</p>
<p>Avec le déploiement d’équipements connectés, comme les pompes à insuline ou pacemakers « intelligents », les champs d’attaque et les risques associés évoluent également. Via ces appareils, un attaquant peut cibler l’état même de santé des patients et provoquer de <a href="https://www.bitdefender.fr/box/blog/sante/les-pompes-insuline-medtronic-peuvent-etre-piratees-pour-surdoser-les-patients/">sérieux dommages</a>. De plus, ces attaques peuvent causer un « effet en cascade », avec des conséquences parfois inattendues sur d’autres systèmes, par exemple en allumant une prise électrique « connectée » sur laquelle est branché un radiateur, provoquant l’ouverture d’une fenêtre motorisée pour contrer l’augmentation de la chaleur.</p>
<p>Ces équipements autonomes font partie de la famille de l’<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Internet_des_objets">« Internet des Objets »</a> et sont au centre de la recherche en cybersécurité. De plus, avec leurs contraintes particulières comme des capacités de calcul et d’utilisation de batteries, la sécurité des technologies sans fils utilisées intéresse également les chercheurs, en particulier pour assurer l’intégrité du réseau vis-à-vis de potentielles intrusions.</p>
<h2>Les réseaux multi-saut</h2>
<p>Lorsqu’on dit « réseau sans fil », on pense immédiatement à la connexion wifi classique qu’on utilise au quotidien pour se connecter à l’Internet via sa box. Bien qu’efficace, ce type de connexion possède quelques restrictions.</p>
<p>Pour illustrer ces propos, prenons l’exemple d’un bar où les clients ne peuvent s’adresser qu’au barman. On peut commander à boire sans problème, mais si on souhaite parler avec notre voisin, nous devons le faire via le barman qui contrôle la conversation. Maintenant, si on s’éloigne pour s’installer à une table, le barman n’est plus à proximité et ne peut donc plus entendre nos paroles : on ne peut plus ni échanger avec notre voisin ni commander à boire.</p>
<p>Dans la vraie vie, nous n’avons pas ces contraintes et on peut donc avoir une conversation directement avec notre voisin. Cependant, le barman est toujours trop loin et la soif commence à s’installer. La solution existe sous la forme de serveurs qui circulent entre les tables, prenant les commandes, les transmettant au barman et apportent les boissons.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/407918/original/file-20210623-21-43k2af.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/407918/original/file-20210623-21-43k2af.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/407918/original/file-20210623-21-43k2af.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/407918/original/file-20210623-21-43k2af.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/407918/original/file-20210623-21-43k2af.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/407918/original/file-20210623-21-43k2af.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/407918/original/file-20210623-21-43k2af.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/407918/original/file-20210623-21-43k2af.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Pour aller d’une source à une destination, il faut passer par des intermédiaires – trois dans cet exemple. Le choix des intermédiaires s’appelle le routage.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Edward Staddon, Inria</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p>Dans le domaine du numérique, cette approche, appelée « multi-saut », est utilisée principalement dans des réseaux de grande envergure, comme les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_capteurs_sans_fil">réseaux de capteurs</a> ou les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Mobile_ad_hoc_networks">réseaux mobiles</a>. Contrairement à notre bar, nous n’avons pas d’équipements précis qui jouent le rôle du serveur : chaque participant en possède plutôt les capacités. De ce fait, n’importe quel équipement peut transmettre et choisir un chemin, appelé « route » pour relayer un message d’un côté du réseau à l’autre – comme si nous faisions passer la commande « une limonade et des cacahuètes s’il vous plaît » de table en table.</p>
<h2>Les attaques au sein des réseaux sans fil</h2>
<p>Une fois les boisons reçues, on commence à discuter avec notre voisin de notre journée au travail. Cependant, assis à la table juste à côté il y a un espion qui entend tout ce qui est dit et note les informations sur une feuille, sans qu’on le sache. En partant, il allume le système sonore du bar qui joue de la musique à un volume très élevé. Malheureusement, avec ce bruit on ne peut plus échanger avec notre voisin.</p>
<p>Cet exemple illustre les principales difficultés au niveau des réseaux sans fil, liées à la protection des communications. Comme nos propres voix, les ondes radio utilisées par ces technologies traversent l’espace public et donc peuvent être impactées et <a href="https://hal.inria.fr/hal-03215527/">brouillées</a> par d’autres ondes. De plus, elles peuvent même être <a href="https://doi.org/10.1155/2013/760834">écoutées</a> par d’autres équipements à proximité. L’utilisation de moyens de sécurisation, comme les mots de passe dans les réseaux wifi ou le chiffrage des échanges, limite cette écoute illicite.</p>
<p>En permettant aux nœuds de relayer les informations entre eux, on ouvre le réseau à d’autres menaces, notamment celles qui ciblent le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Routage">« routage »</a> (choix de chemin à prendre lors du transfert des messages). Mettons que nous souhaitions commander une autre boisson. Le comportement du serveur influence fortement l’épanchement de notre soif. Il pourrait par exemple purement et simplement ignorer notre commande, remplacer un thé par un café ou livrer notre commande à une autre table.</p>
<p>Ces menaces envers le choix du chemin à emprunter dans l’émission et la réception des messages peuvent avoir de lourdes conséquences sur ces réseaux où le routage des messages joue un rôle crucial. Cependant, la réussite de telles attaques repose sur un point précis : l’intégration de l’attaquant non seulement dans le réseau, mais au sein du processus de routage.</p>
<h2>La sécurisation du processus de routage</h2>
<p>Plusieurs solutions existent au niveau des équipements informatiques pour la <a href="https://doi.org/10.1186/s42400-019-0038-7">détection d’intrusion</a>. Basées sur des technologies comme l’apprentissage machine ou l’analyse des ondes radio, elles sont assez efficaces, mais possèdent plusieurs contraintes. Les techniques d’apprentissage par exemple sont gourmandes en termes de calcul qui, dans le cadre des équipements IoT (pour « Internet-of-Things »), épuisent les batteries des objets connectés de tout type.</p>
<p>Une potentielle solution se trouve ici aussi au niveau du comportement humain. Dans le bar, si on voit que notre serveur agit sur notre commande sans notre accord, notre confiance en lui va baisser, impactant ainsi sa réputation. On va donc chercher un autre moyen d’acheter nos boissons en passant par un autre serveur avec une meilleure réputation.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/407919/original/file-20210623-23-1nlf3rz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/407919/original/file-20210623-23-1nlf3rz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/407919/original/file-20210623-23-1nlf3rz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/407919/original/file-20210623-23-1nlf3rz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/407919/original/file-20210623-23-1nlf3rz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/407919/original/file-20210623-23-1nlf3rz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/407919/original/file-20210623-23-1nlf3rz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/407919/original/file-20210623-23-1nlf3rz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Le choix du chemin par lequel transite l’information dans un réseau sans fil dépend de la “ ;réputation" ; des intermédiaires. L’un d’eux est-il soupçonné d’être corrompu et à la solde d’un attaquant ?</span>
<span class="attribution"><span class="source">Edward Staddon, Inria</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Au sein de notre réseau, on peut analyser le comportement des nœuds voisins et leur associer un <a href="https://doi.org/10.1109/MUE.2007.181">« indice de réputation »</a> qui indique notre niveau de confiance vis-à-vis de ce nœud. Via l’<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Routage_ad_hoc#Protocole_r%C3%A9actif">« exploration réactive »</a> du réseau, c’est-à-dire « à la demande » et uniquement quand on en a besoin, un chemin d’un point A à un point B est déterminé et donc connu par les différents nœuds. Ainsi, si le comportement attendu de routage d’un équipement intermédiaire dévie de ce chemin, on considère le nœud comme potentiellement malicieux et son indice de réputation est impacté, réduisant la probabilité de l’utiliser dans un futur échange.</p>
<p>L’indice de réputation évolue au cours du temps et permet non seulement de détecter de nouveaux équipements malicieux introduits dans le réseau par l’attaquant, mais aussi des équipements préexistants qui ont été corrompus par l’attaquant. Cet indice permet aussi réintégrer de nœuds qui ont été exclus par erreur, ou qui ont été secourus des mains des criminels.</p>
<p>Pour finir, avec l’utilisation de la technologie <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/blockchain">blockchain</a>, un système de registre distribué et immuable issu de la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Cryptomonnaie">cryptomonnaie</a>, on peut partager ces indices de réputation de manière sécurisée, les protégeant de potentiels sabotages.</p>
<h2>Assurer la sécurité des infrastructures critiques</h2>
<p>La sécurité de ces réseaux est primordiale, et ce d’autant plus lorsqu’ils appartiennent à des infrastructures critiques dans des secteurs d’importance. Une attaque envers ces secteurs peut non seulement causer des dégâts financiers ou énergétiques, mais aussi humains lorsque la cible est un milieu hospitalier.</p>
<p>C’est dans ce contexte que le projet européen <a href="https://www.cybersane-project.eu/">CyberSANE</a> vise à fournir des outils avancés aux opérateurs afin de leur permettre de mieux répondre aux menaces auxquelles ils sont confrontés. CyberSANE permet aux infrastructures critiques de travailler ensemble dans la lutte contre les cybercriminels, via l’<a href="https://www.cybersane-project.eu/system/sharenet/">échange d’informations</a>, afin d’alerter d’autres infrastructures critiques de potentielles menaces. De plus, via l’emploi de méthodes comme l’extraction et l’analyse de données en <a href="https://www.cybersane-project.eu/system/darknet/">provenance du « deep web »</a>, CyberSANE est capable de prévenir d’une attaque en préparation, afin de fortifier les défenses avant l’arrivée de l’armada ennemie.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/160052/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Edward Staddon travaille pour CyberSANE. Il a reçu des financements de CPER DATA et du projet Européen CyberSANE H2020, convention de subvention numéro 833683, répondant à l'appel SU-ICT-01-2018</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Nathalie Mitton et Valeria Loscri ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.</span></em></p>Les réseaux sans fil communiquent de proche en proche, ce qui donne de nombreuses opportunités d’écoute ou d’infiltration.Edward Staddon, Doctorant en Réseau et Cybersécurité, InriaNathalie Mitton, Directrice de recherche en réseau de capteurs sans fil, InriaValeria Loscri, Associate research scientist, InriaLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1569202021-03-28T16:37:54Z2021-03-28T16:37:54ZLe stockage d’électricité, une des clés de voûte de la maison « intelligente »<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/391126/original/file-20210323-20-8mm9xu.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C1198%2C871&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Dans une maison connectée, le fonctionnement des appareils électroménagers est optimisé pour baisser la consommation énergétique, grâce à des systèmes de stockage d'électricité.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/fr/image-illustration/energy-efficient-house-support-by-solar-166548305">Chesky, Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>À l’heure où la protection de l’environnement est dans tous les esprits, adopter une attitude responsable pour éviter les gaspillages d’énergie dans notre maison est indispensable. Selon <a href="https://travaux.edf.fr/electricite/raccordement/repartition-de-la-consommation-d-electricite-au-sein-d-un-foyer-francais">EDF</a>, près de deux tiers de l’énergie que nous consommons est destinée au chauffage, que ce soit via l’électricité ou le gaz. Le dernier tiers se répartit entre l’eau chaude, le froid (réfrigérateur, congélateur) et les différents usages nécessitant du courant (électroménager, éclairage, climatisation, informatique, etc.).</p>
<p>Des gestes simples sont souvent conseillés pour réduire sa facture d’électricité. Par exemple, éviter d’augmenter la température de la maison en hiver et suivre les recommandations de santé qui préconisent une température de 19 à 20 °C dans les pièces à vivre et de 18 °C dans les chambres. Baisser la température chez soi d’un degré permet de réduire sa facture d’électricité d’environ 7 %.</p>
<p>Un autre exemple consiste à reporter le fonctionnement de nos appareils électriques (machine à laver, sèche-linge, lave-vaisselle) à certaines plages horaires où la demande en électricité est faible.</p>
<p>Toutefois, effectuer ce type d’action n’est pas obligatoirement sans contrainte pour les usagers : il faut par exemple penser à programmer ses convecteurs électriques ou organiser le séchage du linge suite à un cycle de lavage, ce qui n’est pas forcément facile à un moment où l’électricité coûte le moins cher.</p>
<iframe title="Répartition de la consommation électrique au sein des foyers français" aria-label="chart" id="datawrapper-chart-6O7vi" src="https://datawrapper.dwcdn.net/6O7vi/2/" scrolling="no" frameborder="0" style="width: 0; min-width: 40% !important; border: none;" height="450" width="100%"></iframe>
<p>Une solution pour mettre en œuvre ces différents principes d’économies d’énergie serait d’avoir des maisons « intelligentes », qui programmeraient les appareils électriques à des moments adéquats, tout en s’adaptant aux habitudes des usagers. Mais la maison intelligente repose sur un élément clé : un système de stockage d’électricité.</p>
<h2>Retour sur le concept de maison « intelligente »</h2>
<p>Nous avons récemment proposé un <a href="https://theconversation.com/une-maison-intelligente-pour-faire-des-economies-delectricite-104030">système permettant de faire des économies d’électricité</a> dans l’habitat individuel. Ce système consiste à piloter les équipements électriques de la maison, à des moments opportuns de la journée et le tout, sans perturber les habitudes des occupants. Les actions « intelligentes » sont mises en œuvre par des algorithmes informatiques et des prises connectées, pour piloter chaque appareil électrique.</p>
<p>Un tel système repose sur trois éléments clés : des batteries pour stocker l’électricité, un convertisseur d’énergie, et un algorithme informatique rendant le système « intelligent ». En effet, lorsque le tarif de l’électricité est le plus bas (en heures creuses), les appareils de la maison peuvent fonctionner grâce à l’énergie fournie par le réseau de distribution. Lorsque le tarif de l’électricité est le plus élevé (durant les heures pleines), les batteries rendent le système proposé totalement autonome. Les équipements électriques de la maison sont alors pilotés par un <a href="https://iape19.iape-conference.com/Downloads/Proceedings/Articles%20(Abstracts%20&%20Papers)/a-1-Article-074.pdf">convertisseur d’énergie</a>, après avoir transformé le courant continu en courant alternatif, permet de piloter les équipements électriques de la maison.</p>
<h2>Quelle capacité de stockage doit-on installer à la maison ?</h2>
<p>L’unité de recherche GREMAN a récemment développé un <a href="http://www.icrepq.com/icrepq19/312-19-bissey.pdf">logiciel</a> qui aide à comprendre l’intérêt de la maison « intelligente » pour aider les ménages à réduire leur facture d’électricité. Pour que les simulations reflètent la réalité, le logiciel s’appuie sur des bases de données complètes de mesures de consommation. Ces données proviennent d’une dizaine de maisons « témoins ».</p>
<p>En utilisant ce logiciel, la batterie peut être judicieusement choisie pour optimiser la consommation d’électricité du foyer tout en limitant le coût total du système. Pour donner quelques ordres de grandeur, prenons l’exemple d’une maison de plus de 70 m<sup>2</sup>, mais avec deux types de chauffage principal : soit tout électrique, soit pas de chauffage électrique.</p>
<p>Dans les deux cas, on suppose que le ménage dispose d’une option de tarification Heures pleines/heures creuses (<a href="https://www.europe1.fr/economie/electricite-les-heures-creuses-de-moins-en-moins-avantageuses-4009666">50 % des ménages français</a>] sont aujourd’hui abonnés à cette option). Dans cet exemple, la maison « intelligente » dispose de batteries au plomb afin limiter au maximum le coût total de l’installation. Quelle capacité de stockage doit-on alors installer dans ces deux cas ? Quel est le coût des batteries ?</p>
<p>Dans le premier cas (maison avec chauffage électrique), le cas le plus favorable, c’est-à-dire avec un décalage de toute la consommation d’heures pleines (prises ici entre 7 h et 23 h) en heures creuses, correspond à une capacité d’énergie à installer de 21 kWh, soit plus de 50 % plus élevée que la batterie « Powerwall » de Tesla illustrée précédemment.</p>
<p>Si le mode de chauffage principal de la maison n’est pas électrique, alors la capacité à installer n’est plus que de 7,2 kWh, soit presque deux fois plus faible que le système « Powerwall ».</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=438&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=438&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=438&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=550&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=550&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=550&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Exemple de système de stockage domestique, la batterie « Powerwall » de Tesla.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Sébastien Jacques</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
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</figure>
<p>La situation sera un peu différente si on utilise un autre type de batterie. Par exemple, Bien que les batteries Lithium-ion (Li-ion) aient un prix trois fois plus élevé que celles au plomb, elles représentent aujourd’hui la majeure partie du marché de la batterie domestique car elles sont beaucoup moins lourdes, moins dangereuses pour la santé et l’environnement, et offrent un meilleur rendement énergétique. L’énorme batterie rechargeable <a href="https://www.tesla.com/fr_fr/powerwall">« Powerwall »</a> de Tesla, qui connaît un succès considérable outre-Atlantique, présente des caractéristiques intéressantes en termes de capacité de stockage, de rendement énergétique, de fiabilité et de prix.</p>
<h2>Un tel système est-il vraiment rentable ?</h2>
<p>Pour une maison de plus de 70 m<sup>2</sup> dont le mode principal de chauffage est électrique, nous venons de voir que la capacité de la batterie à installer est de 21 kilowatts-heures. Combien d’années sont nécessaires dans ce cas pour rentabiliser ce système de gestion « intelligente » de la consommation d’électricité ? Ce retour sur investissement est à comparer à la <a href="https://selectra.info/energie/actualites/expert/batterie-domestique-autoconsommation">durée de vie des batteries</a> (plomb dans notre exemple, ou lithium-ion actuellement sur le marché), qui peut atteindre dix ans.</p>
<p>En utilisant le logiciel développé par l’unité de recherche GREMAN, les résultats de simulation montrent qu’il faudrait plus de 100 ans avec un système à base de batteries au plomb (plus de 200 ans avec des batteries au lithium) pour amortir l’installation.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=435&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=435&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=435&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=546&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=546&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=546&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Amortissement d’un système de prédiction et de gestion utilisant un stockage d’électricité.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Sébastien Jacques</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Cette durée déraisonnable s’explique aujourd’hui par le tarif de l’électricité et en particulier, la différence de tarification heures pleines-heures creuses, qui n’est que de l’ordre de 4 centimes d’euro par kilowatt-heure.</p>
<p>Si l’on souhaite un retour sur investissement en 5 ans, pour une technologie de batterie au plomb, la différence de tarification entre les heures pleines et les heures creuses doit être de 52 centimes d’euro par kilowatt-heure, soit plus de 14 fois plus élevée celle d’aujourd’hui. Si l’on utilise des batteries au lithium, cette différence doit être supérieure à l’euro par kilowatt-heure.</p>
<h2>Quel avenir pour les maisons « intelligentes » ?</h2>
<p>Un système de gestion « intelligente » de la consommation d’électricité a aujourd’hui toute sa place dans les pays où la différence de tarification entre les heures pleines et les heures creuses est marquée ; c’est le cas par exemple en Australie où la différence de l’ordre de 30 centimes d’euro par kilowatt-heure.</p>
<p>En France, avec le déploiement des compteurs communicants de type Linky, il est possible de programmer plusieurs tarifs de l’électricité consommée en fonction des moments de la journée. Même si ces compteurs suscitent encore beaucoup de <a href="https://theconversation.com/compteur-electrique-linky-comprendre-la-polemique-59769">débats</a> tant sur leurs performances que sur leur caractère « intrusif » ou encore leur impact sur la santé, ils pourraient aider à rentabiliser plus rapidement la maison « intelligente », et à utiliser le plus efficacement l’électricité que nous produisons, y compris grâce aux énergies renouvelables.</p>
<p>–</p>
<hr>
<p><em>Cet article a été co-écrit avec Sébastien Bissey, Jean‑Charles Le Bunetel, Ismail Aouichak et Yves Raingeaud.</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/156920/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>L'unité de recherche GREMAN (<a href="https://greman.univ-tours.fr/">https://greman.univ-tours.fr/</a>) de l'Université de Tours, du CNRS et de l'INSA Centre Val-de-Loire a reçu un financement de la Région Centre Val-de-Loire dans le cadre d'un projet d'intérêt régional (projet n° 2015-00099656). </span></em></p>Les systèmes d’électricité intelligents permettent d’ajuster la demande à l’offre d’électricité. Ils reposent sur des algorithmes d’optimisation mais aussi sur des systèmes de stockage performants.Sébastien Jacques, Enseignant-chercheur en génie électrique, Université de ToursLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1518872021-01-07T20:16:19Z2021-01-07T20:16:19ZDans le cerveau caché de l’intelligence artificielle<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/377326/original/file-20210106-19-9w11kx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C380%2C2000%2C1131&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Les neurones artificiels « matériels » sont aujourd’hui majoritairement fabriqués avec des matériaux standards de l’industrie électronique.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/eb/12-inch_silicon_wafer.jpg">Peellden/Wikipédia</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>Le cerveau reste le roi des ordinateurs. Les machines les plus sophistiquées qui s’en inspirent, dites « neuromorphiques », comprennent aujourd’hui jusqu’à <a href="https://datacenter-magazine.fr/recherche-neuromorphique-intel-passe-a-100-millions-de-neurones/">100 millions de neurones</a>, soit autant que le cerveau d’un petit mammifère.</p>
<p>Ces réseaux de neurones et de synapses artificiels sont à la base de l’intelligence artificielle. On peut les émuler de deux façons : soit avec des simulations par ordinateur, soit avec des composants électroniques reproduisant neurones et synapses biologiques, assemblés en « neuroprocesseurs ». </p>
<p>Ces approches logicielles et matérielles sont maintenant compatibles, ce qui laisse entrevoir des évolutions drastiques dans le domaine de l’IA.</p>
<h2>Comment marche notre cerveau ? Neurones, synapses, réseaux</h2>
<p>Le cortex constitue la couche externe du cerveau. Épais de quelques millimètres et de la surface d’une serviette de table, il contient plus de 10 milliards de <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Neurone">neurones</a> qui traitent les informations sous la forme d’impulsions électriques appelées <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_d%27action">« potentiels d’action »</a> ou « spike ». Le point de connexion entre un neurone qui émet un <em>spike</em> (le préneurone) et le neurone qui le reçoit (le postneurone) est la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Synapse">synapse</a>. Chaque neurone est connecté par des synapses à environ 10000 autres neurones : la connectivité d’un tel réseau, le <a href="https://www.gin.cnrs.fr/fr/recherche/axe3/">connectome</a>, est donc prodigieuse.</p>
<p>La fonction des neurones est figée : elle consiste à sommer les signaux provenant des synapses, et si cette somme atteint un seuil, à générer un potentiel d’action ou <em>spike</em> qui va se propager dans l’axone. Il est remarquable de noter qu’une partie du traitement est analogique (la somme des signaux synaptiques est <em>continue</em>) alors que l’autre est binaire (la réponse neuronale est soit la génération d’un <em>spike</em>, soit rien). Ainsi le neurone peut être considéré comme un calculateur analogique associé à un <a href="https://web.stanford.edu/group/brainsinsilicon/documents/CISE-NeuromorphsProspectus.pdf">système de communication numérique</a>. Contrairement aux neurones, les synapses sont plastiques, c’est-à-dire qu’elles peuvent moduler l’intensité du signal transmis au postneurone, et ont un effet « mémoire », parce que l’état d’une synapse peut se conserver dans le temps.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/377175/original/file-20210105-19-1ng2lvu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/377175/original/file-20210105-19-1ng2lvu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/377175/original/file-20210105-19-1ng2lvu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=380&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/377175/original/file-20210105-19-1ng2lvu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=380&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/377175/original/file-20210105-19-1ng2lvu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=380&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/377175/original/file-20210105-19-1ng2lvu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=478&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/377175/original/file-20210105-19-1ng2lvu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=478&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/377175/original/file-20210105-19-1ng2lvu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=478&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Réseau de neurones biologiques et circulation du potentiel d’action ou « spike ».</span>
<span class="attribution"><span class="source">Alain Cappy</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>D’un point de vue anatomique, le cortex se divise en environ un million de <a href="https://fr.qaz.wiki/wiki/Cortical_column">colonnes corticales</a>, qui sont des réseaux de neurones ayant tous la même architecture d’interconnexion. Les colonnes corticales peuvent être considérées comme des processeurs élémentaires, dont les neurones sont les dispositifs de base et les synapses la mémoire. D’un point de vue fonctionnel, les colonnes corticales forment un réseau hiérarchique comportant des connexions allant du bas (les capteurs sensoriels) vers le haut, ce qui permet les abstractions, mais aussi du haut vers le bas, pour permettre les <a href="https://www.medecinesciences.org/en/articles/medsci/full_html/2016/09/medsci20163210p823/medsci20163210p823.html">prédictions</a> : les processeurs de notre cerveau marchent dans les deux sens.</p>
<p>L’enjeu principal de l’IA est d’émuler les fonctionnalités du cortex avec de réseaux de neurones et de synapses artificiels. Cette idée <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Neurone_formel">n’est pas nouvelle</a>, mais elle est passée ces dernières années à la vitesse supérieure avec le <em>deep learning</em>, ou <a href="https://www.futura-sciences.com/tech/definitions/intelligence-artificielle-deep-learning-17262/">« apprentissage profond »</a>.</p>
<h2>Utiliser des logiciels pour simuler les réseaux de neurones et de synapses</h2>
<p>L’approche logicielle vise à simuler les réseaux de neurones et de synapses avec un ordinateur standard. Elle comporte trois ingrédients : des modèles mathématiques des neurones et des synapses, une architecture d’interconnexion des neurones, et une règle d’apprentissage qui permet de modifier les « poids synaptiques ».</p>
<p>Les modèles mathématiques des neurones vont du plus simple au plus réaliste (biologiquement), mais la simplicité est requise pour simuler des réseaux de grandes tailles – plusieurs milliers, voire des millions de neurones – pour limiter le temps calcul. L’architecture des réseaux de neurones et de synapses artificiels comprend généralement une « couche » d’entrée, contenant les « neurones sensoriels », et une couche de sortie, les résultats. Entre les deux, un réseau intermédiaire qui peut revêtir deux formes principales : « feedforward » ou <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_neurones_r%C3%A9currents">« récurrent »</a>.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/377169/original/file-20210105-23-1hpzfbz.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/377169/original/file-20210105-23-1hpzfbz.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/377169/original/file-20210105-23-1hpzfbz.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=366&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/377169/original/file-20210105-23-1hpzfbz.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=366&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/377169/original/file-20210105-23-1hpzfbz.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=366&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/377169/original/file-20210105-23-1hpzfbz.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=459&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/377169/original/file-20210105-23-1hpzfbz.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=459&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/377169/original/file-20210105-23-1hpzfbz.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=459&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Architecture d’un réseau de neurones « vers l’avant », ou <em>feedforward</em>. Les paramètres d’un tel réseau sont le nombre de couches, le nombre de neurones par couche, et la règle d’interconnexion d’une couche à la suivante. Pour une tâche donnée, ces paramètres sont généralement choisis de façon empirique et souvent surdimensionnés. Notons que le nombre de couches peut être très élevé : plus de 150 pour le ResNet de Microsoft par exemple.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Alain Cappy</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
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<p>Dans un réseau feedforward (vers l’avant), l’information est transférée d’une « couche » à la suivante, sans boucle de rétroaction vers les couches précédentes. Au contraire, dans les réseaux récurrents, des connexions peuvent exister d’une couche <em>N</em> vers les précédentes <em>N-1</em>, <em>N-2</em>, etc. En conséquence, l’état d’un neurone à l’instant <em>t</em> dépend à la fois des données d’entrée à l’instant <em>t</em>, mais également de l’état des autres neurones à l’instant <em>t-Δt.</em>, ce qui complexifie notablement les processus d’apprentissage.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/377170/original/file-20210105-17-15175io.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/377170/original/file-20210105-17-15175io.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/377170/original/file-20210105-17-15175io.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=366&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/377170/original/file-20210105-17-15175io.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=366&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/377170/original/file-20210105-17-15175io.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=366&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/377170/original/file-20210105-17-15175io.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=459&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/377170/original/file-20210105-17-15175io.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=459&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/377170/original/file-20210105-17-15175io.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=459&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Les réseaux de neurones « récurrents » contiennent des boucles de rétroaction. Dans les réseaux récurrents, la variable « temps » est un paramètre essentiel.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Alain Cappy</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
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<p>L’apprentissage vise à déterminer le poids de chaque synapse, c’est-à-dire l’intensité avec laquelle le <em>spike</em> provenant d’un préneurone est transmis au postneurone, afin que le réseau puisse répondre à un objectif défini. On distingue deux grands types d’apprentissage : supervisé lorsqu’un « enseignant » (ou « maître ») connaît le résultat attendu pour chaque entrée et non supervisé lorsqu’un tel « maître » est absent. Dans le cas d’un apprentissage supervisé, c’est la comparaison entre le résultat obtenu pour une entrée et celui du « maître » qui permet d’ajuster les poids synaptiques. Dans le cas de l’apprentissage non supervisé, c’est une règle comme la célèbre règle de <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A8gle_de_Hebb">Hebb</a> qui permet de faire évoluer les poids synaptiques au cours des différents essais.</p>
<h2>Fabriquer des réseaux de neurones et de synapses artificiels matériels</h2>
<p>L’approche matérielle consiste à concevoir et fabriquer des neuroprocesseurs qui émulent neurones, synapses et interconnexions. La technologie la plus avancée repose sur la filière des semi-conducteurs standards (dite <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Complementary_metal_oxide_semi-conductor">CMOS</a>), utilisés dans nos ordinateurs, tablettes et autres smartphones. C’est la seule filière suffisamment mature actuellement pour fabriquer des circuits comportant plusieurs milliers ou millions de neurones et de synapses aptes à effectuer les tâches complexes demandées par l’IA, mais des technologies basées sur de nouveaux dispositifs sont aussi proposées, par exemple en <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Spintronique">spintronique</a> ou utilisant des <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Memristor">memristors</a>.</p>
<p>Comme les réseaux biologiques, les réseaux de neurones et de synapses artificiels matériels associent souvent une partie analogique pour l’intégration des signaux synaptique et une partie numérique pour les communications et la mémorisation des poids synaptiques.</p>
<p>Ce type d’approche mixte est utilisé dans les technologies les plus avancées que sont les puces du projet européen <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Human_Brain_Project">Human Brain</a>, d’<a href="https://www.usinenouvelle.com/article/intel-construit-un-systeme-de-calcul-neuromorphique-a-100-millions-de-neurones.N942576">Intel</a> ou <a href="https://www.usine-digitale.fr/article/ibm-concentre-1-million-de-neurones-et-256-synapses-sur-une-puce.N279274">TrueNorth d’IBM</a>. La puce TrueNorth par exemple associe un million de neurones et 256 millions de synapses programmables, répartis en 4096 cœurs neuromorphiques – assimilables aux colonnes corticales du vivant – reliés entre eux par un réseau de communication. La puissance consommée de la puce TrueNorth est de 20 mW par cm<sup>2</sup>, alors que celle d’un microprocesseur conventionnel est de 50 à 100 W par cm<sup>2</sup>, soit un gain en énergie supérieur à 1000 (l’habitude est de considérer la « densité surfacique de puissance », car toutes les puces n’ont pas toutes la même surface).</p>
<h2>L’avenir sera-t-il matériel ou logiciel ?</h2>
<p>Les réseaux de neurones et de synapses artificiels logiciels permettent de résoudre de façon élégante de nombreux problèmes, en particulier dans les domaines du traitement des images et des sons et plus récemment de la génération de texte. Mais l’apprentissage des réseaux de neurones et de synapses artificiels récurrents reste un exemple de difficulté majeure, que ce soit par des méthodes supervisées ou non. Autre problème : la puissance de calcul nécessaire devient considérable pour les réseaux de neurones et de synapses artificiels de grande taille nécessaires à la résolution de problèmes complexes.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/7khAxSOTHWQ?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Le programme GPT-3 se nourrit de données qui n’ont pas besoin d’être labellisées.</span></figcaption>
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<p>À titre d’exemple, les résultats impressionnants du programme conversationnel <a href="https://www.youtube.com/watch?v=7khAxSOTHWQ">« GPT-3 »</a> reposent sur le plus grand réseau de neurones et de synapses artificiels jamais construit. Il possède 175 milliards de synapses, et nécessite une puissance de calcul considérable constituée de 295 000 processeurs qui consomment une puissance électrique de plusieurs mégawatts, c’est-à-dire équivalente à la puissance consommée par une ville de plusieurs milliers d’habitants. Cette valeur est à comparer aux quelques watts consommés par un cerveau humain qui effectue la même tâche !</p>
<p>L’approche matérielle et les neuroprocesseurs sont beaucoup plus performants sur le plan énergétique, mais ils souffrent d’une difficulté majeure : le passage à l’échelle, c’est-à-dire la fabrication de plusieurs millions ou milliards de neurones et de synapses et de leur <a href="https://www.usinenouvelle.com/article/des-neurones-dans-le-silicium.N203967">réseau d’interconnexion</a>.</p>
<p>À l’avenir, et dans la mesure ou les neuroprocesseurs utilisent la même filière technologique CMOS que les processeurs usuels, la co-intégration des approches <a href="https://brainchipinc.com/">logicielle et matérielle</a> peut ouvrir la voie à une nouvelle façon de concevoir le traitement de l’information et donc une IA performante et peu gourmande en énergie.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/151887/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Alain Cappy ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Les réseaux de neurones qui sous-tendent l’intelligence artificielle s’inspirent du fonctionnement de notre cerveau. Deux approches compatibles et complémentaires font évoluer l’IA.Alain Cappy, Professeur émérite en électronique, Université de LilleLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1418232020-08-03T15:46:09Z2020-08-03T15:46:09ZMaths au quotidien : L’art et la manière de mélanger un paquet de cartes<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/348849/original/file-20200722-34-8rfsl2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=24%2C3%2C2020%2C1364&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Comment mélanger les cartes pour s'assurer que même les joueurs les plus attentifs ne sachent pas ce qui vient?</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/zackhughesphotography/2565169788/">ZackHughesPhotography / Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span></figcaption></figure><p>Vous voilà réunis avec vos amis, par une chaude soirée d’été, pour une partie de poker. Vous ouvrez un paquet de 52 cartes tout neuf et vous le mélangez… Mais comment ? Et combien de temps ? Cette question (essentielle !) est au centre d’un pan important de recherche en mathématiques, dans le domaine des probabilités.</p>
<h2>Inutile de rechercher le mélange parfait si on veut jouer dans la soirée</h2>
<p>Lorsque le paquet est neuf, les cartes sont dans un ordre déterminé : si on les distribue telles quelles, tous les joueurs savent exactement quelles cartes ont été distribuées à qui.</p>
<p>En mélangeant le paquet, on crée un ordre aléatoire des cartes. On dira alors qu’un paquet de cartes est « parfaitement mélangé » si tous les ordres possibles ont la même probabilité. Une manière d’atteindre cet objectif est d’étaler les cartes sur une table et d’en choisir une au hasard qui deviendra la première carte du paquet ; d’en choisir une deuxième au hasard que l’on placera en deuxième position ; d’en choisir une troisième au hasard que l’on placera en troisième position, etc. Cette technique possède un intérêt théorique, mais n’est pas très pratique si on est pressé de jouer.</p>
<p>Pour une partie amicale, l’objectif n’est pas tant d’obtenir un mélange « parfait », mais un mélange « suffisamment bon » : si l’on mélange trop peu le paquet, un observateur avisé pourra reconnaître certaines successions de cartes (qui auront été mal mélangées) et s’en servir à son avantage. Si en revanche le paquet est suffisamment bien mélangé, même le joueur le plus entraîné ne pourra pas distinguer de structure dans la suite de cartes : on aura l’illusion d’un mélange parfait.</p>
<p>Pour déterminer si un mélange est suffisamment bon, les mathématiciens introduisent une notion de <em>distance par rapport au mélange parfait</em> (basée sur les probabilités des différents ordres possibles) : plus cette distance est proche de zéro, plus le mélange est proche du mélange parfait ; si la distance est élevée, le paquet est mal mélangé.</p>
<h2>Le cœur du problème : comment mélanger un paquet de cartes</h2>
<p>L’une des méthodes les plus efficaces est celle du mélange américain : il s’agit de couper le paquet en deux à un endroit aléatoire et de regrouper les deux paquets en intercalant leurs cartes respectives.</p>
<figure> <img src="https://media1.tenor.com/images/6a507c337307bdae4b6c4f9d86d45db8/tenor.gif?itemid=16263620"><figcaption>Le mélange américain, que les magiciens connaissent bien, est le mélange le plus efficace. </figcaption></figure>
<p><a href="https://www.math.columbia.edu/%7Ebayer/">Dave Bayer</a> et <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Persi_Diaconis">Persi Diaconis</a> ont <a href="https://statweb.stanford.edu/%7Ecgates/PERSI/papers/bayer92.pdf">montré</a> qu’en partant d’un paquet de cartes complètement ordonné, six mélanges américains mélangent très mal le paquet, mais huit suffisent largement pour être proche d’un mélange parfait.</p>
<p>Les autres façons de battre les cartes sont-elles plus efficaces que le mélange américain ? La réponse <a href="https://www.youtube.com/watch?v=AxJubaijQbI">est</a> non : par exemple, avec un mélange « standard » (appelé mélange français), il vous faudra répéter l’opération environ 10 000 fois pour obtenir un jeu bien mélangé…</p>
<h2>Un paquet bien mélangé restera bien mélangé</h2>
<p>Ces résultats, aussi frappants soient-ils, pourraient paraître anecdotiques. Détrompez-vous. Ils font partie d’un pan important de recherche lancé dans les années 80, qui étudie les « temps de mélange » de processus aléatoires.</p>
<p>L’idée est que de nombreux processus aléatoires possèdent un état d’équilibre vers lequel ils tendent. Par exemple, lorsqu’un paquet de cartes est parfaitement mélangé, il reste parfaitement mélangé si l’on bat les cartes : le mélange parfait est un état d’équilibre vers lequel on tend lorsque l’on bat les cartes.</p>
<p>De manière générale, la question est de savoir au bout de combien de temps le système sera proche de l’état d’équilibre si l’on part d’un état quelconque. En pratique, cela permet de déterminer combien de temps laisser tourner certains algorithmes informatiques basés sur des processus aléatoires.</p>
<p>Voici un exemple concret : pour explorer de grands réseaux (réseaux sociaux, Internet, etc.), des algorithmes aléatoires sont utilisés, notamment afin d’identifier les nœuds du réseau possédant beaucoup de connexions (influenceurs, sites Internet de référence, etc.). La question de savoir quel est le temps nécessaire pour que ces algorithmes identifient correctement les hubs du réseau est alors centrale.</p>
<h2>Mélanger plus de 6 fois est indispensable, mais au-delà de huit, c’est inutile : d’où vient cette transition abrupte ?</h2>
<p>L’exemple du mélange des cartes montre qu’il y a une transition abrupte : moins de 6 mélanges et le paquet est mal mélangé, plus de 8 et il l’est presque parfaitement. Ce phénomène a été mis en évidence dans de nombreux processus aléatoires, qui s’approchent d’un état d’équilibre non pas de manière progressive, mais de manière abrupte.</p>
<p>La compréhension des mécanismes de ce phénomène de transition abrupte est un enjeu important de recherche : même si cela est bien compris dans de nombreux exemples spécifiques, il n’existe pas encore de théorie générale permettant d’expliquer ce phénomène ou de prédire pour quels systèmes il a lieu. Pour expliquer comment une transition abrupte est possible, une idée approximative est que certains ingrédients doivent se mettre en place – cette mise en place peut être longue et rester peu détectable, si les ingrédients concernent chacun une petite partie du système. Une fois ces ingrédients en place, leur combinaison peut alors entraîner un basculement rapide du système.</p>
<p>En guise de conclusion, notons qu’il y a 52 ! = 52x51x50… 4x3x2x1 ordres possibles des cartes : il y a 52 choix pour la première carte du paquet, puis il reste 51 choix pour la deuxième, puis 50 pour la troisième, etc. Ce nombre est environ 2x10<sup>50</sup> (un 2 suivi de 50 zéros) fois le nombre de secondes écoulées depuis le début de l’univers… Ainsi, si vous mélangez suffisamment bien votre jeu de cartes, il est extrêmement vraisemblable que l’ordre précis que vous avez obtenu apparaisse pour la première fois dans l’histoire de l’univers !</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/141823/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span><a href="mailto:quentin.berger@sorbonne-universite.fr">quentin.berger@sorbonne-universite.fr</a> a reçu des financements de l'Agence Nationale de la Recherche. </span></em></p>Qui ne s’est jamais demandé comment mélanger un paquet de cartes pour empêcher la triche ? Voici la réponse. À vos jeux !Quentin Berger, Associate professor, Sorbonne UniversitéLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1185382019-06-16T18:55:50Z2019-06-16T18:55:50ZComprendre les mécanismes derrière la hausse de 6 % du prix de l’électricité<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/278666/original/file-20190610-52741-1cg5o9n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=143%2C107%2C5694%2C3700&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le 1er juin dernier, le prix de l'électricité a augmenté de 6 %.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/download/success?u=http%3A%2F%2Fdownload.shutterstock.com%2Fgatekeeper%2FW3siZSI6MTU2MDE5NjYzNywiYyI6Il9waG90b19zZXNzaW9uX2lkIiwiZGMiOiJpZGxfMzQwMDM4MDU2IiwiayI6InBob3RvLzM0MDAzODA1Ni9odWdlLmpwZyIsIm0iOjEsImQiOiJzaHV0dGVyc3RvY2stbWVkaWEifSwiQTEvK0JaTU9LK2QrdkRodVVacW5yWnA3OGRNIl0%2Fshutterstock_340038056.jpg&pi=33421636&m=340038056&src=QJtT7U5yVhmK4qmGTQ0qiA-1-18">Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Le 1<sup>er</sup> juin dernier a marqué une nouvelle hausse du tarif de l’électricité en France, à hauteur de 6 % : une mesure polémique dont Jean‑Bernard Lévy, PDG d’EDF, s’est dédouané en renvoyant la responsabilité vers l’État.</p>
<p>Le ministre François de Rugy a insisté de son côté sur l’augmentation des coûts d’EDF, rappelant que le gouvernement n’avait aucune responsabilité dans le calcul du tarif, imposé par la <a href="https://www.cre.fr/La-CRE/Qui-sommes-nous">Commission de régulation de l’énergie</a> (CRE).</p>
<p>Les causes de cette croissance sont en réalité plus complexes.</p>
<p>Mettons de côté les taxes et le tarif d’utilisation (calculé par la Commission de régulation de l’énergie à partir du coût du réseau) qui n’ont pas progressé. Cette hausse de 6 % du tarif provient d’une hausse de 18 % de la part du tarif consacrée à la fourniture d’électricité (production et commercialisation). Cette décision émane de la CRE, qui a la responsabilité de calculer le tarif et doit respecter deux principes.</p>
<p>Le premier principe, formalisé dans la loi, prévoit la couverture des coûts de production, d’approvisionnement, et de commercialisation de l’électricité par EDF. Avec la libéralisation du secteur de l’électricité, EDF achète une partie de son électricité sur un marché de gros européen (une sorte de bourse où les producteurs et revendeurs d’électricité échangent des volumes importants d’électricité). La valeur de l’électricité sur ce marché de gros évolue en fonction de l’offre et la demande. Depuis janvier 2017, un nouveau coût est apparu avec la mise en place des obligations de capacité, un dispositif qui a pour objectif de garantir la sécurité d’approvisionnement en cas de pic de consommation.</p>
<p>Le second principe est celui de la « contestabilité » du tarif réglementé de vente par les concurrents d’EDF : celui-ci doit en effet être calculé de telle façon que les rivaux de l’énergéticien historique puissent faire des offres de prix inférieurs. Une partie de la hausse du tarif provient du fait que les concurrents d’EDF ont des coûts qui augmentent aussi, mais plus fortement qu’EDF. C’est donc (en partie) pour permettre la concurrence que l’on augmente le tarif. Constat surprenant : pour quelle raison les concurrents d’EDF, selon la CRE, ne peuvent pas proposer des offres à des prix plus bas que le tarif proposé par EDF et pourquoi est-il nécessaire de leur garantir la possibilité de faire des offres à un prix plus bas ?</p>
<p>Pour comprendre cette situation, il faut étudier comment la concurrence a été introduite en France.</p>
<h2>Les années 2000 et la libéralisation du marché</h2>
<p>La libéralisation du secteur de l’électricité date en France de l’année 2000. Le pays rejoint alors un marché européen de l’électricité de plus en plus interconnecté et marqué par une intensification des échanges. On comprend ainsi pourquoi le prix de marché de l’électricité européen définit en grande partie le prix de marché français.</p>
<p>Ce dernier connaît des variations très importantes car il réagit très fortement aux écarts entre offre et demande. Lorsque les capacités de production explosent, les producteurs vendent au niveau de leur coût de fonctionnement, sans même rentabiliser leurs investissements. Quand elles apparaissent insuffisantes, les prix s’élèvent jusqu’à encourager les producteurs à investir.</p>
<p>Quant aux clients, leur consommation est assez peu sensible au prix. Par conséquent, le marché <a href="https://www.cre.fr/Documents/Publications/Observatoire-des-marches/Observatoire-des-marches-de-gros-du-4e-trimestre-2018">ne converge pas rapidement</a> vers l’équilibre et les prix peuvent rester loin des coûts, à la hausse ou à la baisse.</p>
<p>Au début de la libéralisation, les prix ont d’abord chuté, les clients industriels électro-intensifs ont donc quitté le tarif car ils pouvaient bénéficier de prix moins cher (25 €/MWh) en achetant directement sur le marché de gros. Mais dès 2003, les prix ont commencé à augmenter. Avec la loi sur l’énergie de 2006, les industriels obtiennent le droit bénéficier à nouveau du tarif, possibilité accordée par les députés, inquiet des risques de fermeture d’usine à cause de la hausse du prix de marché.</p>
<p>En 2008, la hausse atteint son maximum : le contrat à terme pour une consommation stable d’électricité s’élève à 90 €/MWh, à comparer avec le tarif réglementé qui permet d’accéder à une électricité à un <a href="http://www.assemblee-nationale.fr/13/pdf/projets/pl2451-ei.pdf">coût équivalent de 40 €/MWh</a>.</p>
<h2>L’instauration d’un tarif réglementé</h2>
<p>En 2007, les fournisseurs obtiennent le droit de proposer des offres de marché aux consommateurs particuliers. Le prix de marché de gros étant alors très haut, les fournisseurs autres qu’EDF n’avaient aucune chance de se développer : l’<a href="http://www.autoritedelaconcurrence.fr/user/standard.php?id_rub=12&lang=fr">Autorité de la concurrence</a> a alors <a href="http://www.autoritedelaconcurrence.fr/pdf/avis/07d43.pdf">imposé à EDF</a> de fournir à ses concurrents l’électricité à un prix fixé par l’État, inférieur au prix de marché, pour pouvoir concurrencer le tarif. C’est de là que vient le principe de la « contestabilité » du tarif, qui depuis n’a cessé d’être défendue par le Conseil d’État.</p>
<p>En 2010, la <a href="https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/loi-nome">loi NOME</a> a consolidé cette organisation en permettant aux fournisseurs alternatifs d’obtenir 100 TWh d’électricité – un quart de la production nucléaire – à un tarif de 42 €/MWh, nommé « Accès régulé au nucléaire historique » (<a href="https://www.cre.fr/Pages-annexes/Glossaire/ARENH">ARENH</a>). Il s’agit d’une régulation asymétrique, justifiée par l’objectif de développer la concurrence : concurrence très artificielle puisque les différents fournisseurs ne font que vendre de l’électricité achetée en gros à un tarif réglementé avantageux (et qui, grâce à cette modalité, n’augmente pas).</p>
<p>La situation s’est inversée en 2016 : le prix de marché de gros européen est descendu en dessous de l’ARENH, à cause d’importantes surcapacités dues au développement des énergies renouvelables et aux efforts d’économie d’énergie. Le gouvernement a saisi l’occasion pour introduire une part du prix de marché de gros dans le calcul du tarif, qui correspond à la part des activités d’EDF qui ne relève pas du nucléaire <strong>c’est-à-dire ?</strong>. <a href="https://theconversation.com/la-baisse-des-prix-de-lelectricite-pas-forcement-une-bonne-nouvelle-52671">Les consommateurs ont ainsi pu bénéficier de la baisse du prix</a>.</p>
<p>Et ils ne sont pas les seuls à en avoir profité : les fournisseurs alternatifs ont pu acheter sur le marché de gros une électricité encore moins cher que l’ARENH, bénéficiant de marges confortables tout en proposant à leurs clients des prix inférieurs au tarif. Ils ont développé leur clientèle en investissant dans un <a href="https://www.energie-mediateur.fr/rapport-dactivite-2018/">marketing offensif</a>.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"686153641150025733"}"></div></p>
<h2>Des prix à nouveau en hausse depuis 2018</h2>
<p>Mais, courant 2018, la situation s’est à nouveau retournée : le prix de marché de gros est remonté, en lien avec l’augmentation du prix des quotas CO<sub>2</sub> <a href="https://www.cre.fr/Documents/Publications/Observatoire-des-marches/Observatoire-des-marches-de-gros-du-4e-trimestre-2018">(qui ont dépassé les 20 €/t de CO₂)</a>. Les fournisseurs alternatifs sont donc revenus vers l’ARENH pour <a href="https://www.cre.fr/content/download/20389/259822">se protéger de cette hausse</a>. Mais ayant développé leur clientèle, ils avaient besoin de 130 TWh, tandis que le volume de l’ARENH est limité à 100 TWh. Ils ont donc été « rationnés » et ont dû acheter sur le marché le volume manquant, dans une période, fin 2018, où le prix de marché était au plus haut, à plus de 70 €/MWh.</p>
<p>Voilà pourquoi les fournisseurs concurrents d’EDF sont confrontés à une hausse de leur coût d’approvisionnement.</p>
<p>La CRE considère que le tarif réglementé de vente <a href="https://www.cre.fr/content/download/20389/259822">doit être augmenté</a> pour permettre aux fournisseurs concurrents de le « contester ». L’Autorité de la concurrence quant à <a href="http://www.autoritedelaconcurrence.fr/pdf/avis/19a07.pdf">elle ne partage pas cette interprétation</a> : elle estime que le principe de contestabilité n’impose pas une augmentation du tarif, mais qu’il est interprété au détriment de l’intérêt du consommateur. Certes, le tarif doit être contestable, mais il suffit qu’il le soit par les concurrents les plus compétitifs et pas nécessairement par tous les autres.</p>
<h2>Du côté des consommateurs</h2>
<p>Que conclure de cet événement ? Le consommateur français sort-il gagnant de la mise en place de la concurrence et de la libéralisation du secteur de l’énergie ?</p>
<p>Pendant près de dix ans, les consommateurs en ont été protégés par le maintien du tarif et de l’ARENH, construit sur la base des estimations de coûts. Les fournisseurs concurrents d’EDF ont pu se développer grâce à la <a href="http://www.pressesdesciencespo.fr/fr/livre/?GCOI=27246100006460&fa=author&person_id=1640">construction artificielle d’une concurrence</a>, délimitée en amont par une offre régulée, l’ARENH, limitée à un certain volume et, en aval, par le tarif réglementé de vente.</p>
<p>En 2016, ils ont cru pouvoir se libérer de ce cadre en accédant de façon opportuniste à un marché de gros où les prix s’étaient effondrés, tout en comptant sur la possibilité de revenir à l’ARENH en cas de hausse des prix. À la fin de l’année 2017, ils ont même utilisé l’ARENH pour des <a href="https://www.cre.fr/Documents/Publications/Rapports-thematiques/Rapport-ARENH">opérations d’arbitrages</a> sur le marché de gros : ils ont revendu sur le marché de gros à des prix élevés des contrats à termes d’électricité pour l’année 2017, achetés à bas prix sur le marché pendant l’année 2016, puis ont racheté de l’ARENH pour les remplacer.</p>
<h2>Les paradoxes du gouvernement</h2>
<p>Sur la même période, EDF, vulnérable face à cette baisse, a dû vendre davantage sur le marché de gros : parallèlement, le groupe devait faire face à des <a href="https://theconversation.com/prolongement-des-centrales-nucleaires-comment-se-calculent-les-couts-93885">coûts croissants de production de son électricité</a>, notamment du fait d’investissements de prolongement de la vie des centrales nucléaires. EDF a ainsi dû vendre son électricité à un prix inférieur à son coût complet de production, comme les autres fournisseurs européens. L’État, principal actionnaire d’EDF, lui a demandé d’importants efforts de réduction des coûts (1 milliard d’euros).</p>
<p>Le gouvernement a aussi profité de la diminution des prix de marché de gros en 2016 pour augmenter la Contribution au service public de l’électricité. Cette taxe qui a servi à financer le développement des énergies renouvelables a augmenté de 7 €/MWh en 2011 à 22 €/MWh en 2016 ; elle représente aujourd’hui à peu près <a href="https://www.cre.fr/content/download/20389/259822">16 % du tarif</a>. Cette hausse est restée dans l’ombre car, dans le même temps, les autres éléments du tarif n’ont pas augmenté, voire ont baissé. Mais l’augmentation actuelle du prix de marché de gros dévoile ces hausses.</p>
<p>Au sein de l’administration, on réfléchit à réformer la loi NOME de façon à rendre l’ARENH plus « symétrique » et éviter que les variations du marché de gros ne viennent trop influencer le tarif.</p>
<p>Cet épisode révèle combien la concurrence sur le marché de l’électricité en France est une construction artificielle. Cette concurrence n’a probablement pas eu d’effet sur les coûts de production, mais elle a entraîné une situation où le consommateur français est de plus en plus exposé aux variations du prix de marché de gros européen, fluctuations très importantes sans relation avec les coûts français.</p>
<p>La lecture des commentaires dans la presse et sur les réseaux sociaux montre que cette situation alimente la méfiance vis-à-vis de l’État et de sa politique énergétique, au moment où le secteur doit investir pour prolonger son parc nucléaire ou développer les renouvelables et donc devra faire face à une hausse des coûts.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/118538/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Thomas Reverdy a reçu des financements de recherche dans le cadre du programme NEEDS (Nucléaire, énergie, environnement, déchets, société) coordonné par le CNRS. Par ailleurs, il réalise des analyses organisationnelles sur le pilotage de projets industriels dans plusieurs entreprises du secteur de l’énergie et des transports.</span></em></p>La dernière augmentation du prix de l’électricité suscite la polémique. Pour mieux saisir les variables de l’évolution de ces prix, il faut comprendre comment s’est libéralisé le marché.Thomas Reverdy, Maître de conférences HDR en sociologie, Institut polytechnique de Grenoble (Grenoble INP)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1100052019-02-07T22:06:21Z2019-02-07T22:06:21ZCompétition entre réseaux de neurones artificiels pour créer des images réalistes<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/257749/original/file-20190207-174870-1d5v9r4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C490%2C2048%2C1306&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Bataille rangée entre deux armées de neurones.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/functionalneurogenesis/6485377151">Jason Snyder/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>« Ce que je ne peux créer, je ne peux le comprendre », disait le physicien Richard Feynman. <a href="https://www.eyrolles.com/Informatique/Livre/apprentissage-artificiel-9782212675221/">Dans le domaine de l’intelligence artificielle</a>, et de l’apprentissage automatique en particulier, transposer cette affirmation revient à affirmer que pour qu’un algorithme d’apprentissage soit capable de comprendre ses données d’entrée, il doit être capable de créer des données fortement semblables.</p>
<p>Dans cette optique, les modèles génératifs se sont développés ces dernières années. L’objectif de ces méthodes est de découvrir la quintessence des données réelles qui leur sont proposées, d’en apprendre un modèle (souvent une distribution de probabilité) qui leur permette ensuite de générer de nouvelles données, jamais rencontrées, et qui sont proches des données réelles.</p>
<h2>Des applications très diverses</h2>
<p>Parmi tous les modèles génératifs proposés, les <a href="https://papers.nips.cc/paper/5423-generative-adversarial-nets">GAN</a> (Generative Adversarial Network, ou réseaux contradictoires générateurs) connaissent depuis leur création en 2014 un succès franc, et ne cessent depuis de se développer. De nombreuses applications ont vu le jour en génération d’images, parmi lesquelles on peut citer :</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/257747/original/file-20190207-174880-si0vsa.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/257747/original/file-20190207-174880-si0vsa.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=337&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/257747/original/file-20190207-174880-si0vsa.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=337&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/257747/original/file-20190207-174880-si0vsa.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=337&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/257747/original/file-20190207-174880-si0vsa.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=423&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/257747/original/file-20190207-174880-si0vsa.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=423&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/257747/original/file-20190207-174880-si0vsa.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=423&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Figure 1.</span>
<span class="attribution"><span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<ul>
<li><p>la génération d’images à partir de leur description textuelle : étant donnée une description textuelle d’une scène, il est possible d’entraîner certains types de réseaux contradictoires pour qu’ils génèrent la ou les images les plus probablement ressemblantes à cette description (figure 1-(a))</p></li>
<li><p>La génération haute résolution de visages : à partir d’une base d’entraînement de visages de célébrités, un GAN est capable de générer des visages de personnes qui a priori n’existent pas (figure 1-(b)).</p></li>
<li><p>la traduction d’images : l’idée est ici d’appliquer une représentation issue d’une image à une autre image. Par exemple, appliquer un style pictural (le style impressionniste) à une photographie, ou encore appliquer des propriétés d’un objet d’une image (par exemple un visage souriant) à un autre objet (un visage non souriant) (figure 1-(c)).</p></li>
<li><p>La prédiction de vidéos : à partir d’une séquence vidéo, il est possible d’entraîner un GAN pour qu’il soit capable de prédire la ou les images suivante(s) de la vidéo.</p></li>
</ul>
<h2>Un faussaire joue contre un expert</h2>
<p>Pour comprendre comment fonctionnent ces réseaux, imaginons un faussaire d’art, Gérard, dont l’objectif est de produire des toiles aussi vraies que possible. Daniel, un expert, reçoit un ensemble de toiles, authentiques et fausses, et sa mission est de les classer dans la bonne catégorie. L’objectif de Gérard est de tromper Daniel en faisant passer ses toiles pour des vraies. Daniel essaye quant à lui de se tromper le moins possible. Les deux objectifs sont concurrents, et Gérard et Daniel jouent donc un jeu à deux joueurs, où Daniel essaye de maximiser son taux de bonne reconnaissance, tandis que Gérard essaye de le minimiser. Chacun essaye bien sûr de gagner.</p>
<p>Un réseau contradictoire générateur met donc en place un jeu à deux joueurs (figure 2). Le premier d’entre eux est appelé le générateur G (Gérard, le faussaire). Il s’agit d’un réseau de neurones qui produit des images (les toiles) à partir de variables z (les couleurs sur la palette), générées aléatoirement et de distribution connue pz.</p>
<p>En d’autres termes, G produit des images pouvant être vues comme des réalisations d’une distribution inconnue pG. Le deuxième joueur D (Daniel, l’expert) est également un réseau de neurones, appelé discriminateur, qui détermine si son entrée ressemble à une vraie image (un vrai tableau), ou s’il s’agit d’une image générée par G (un faux). Pour lui permettre de faire son choix, D apprend ce qu’est un vrai tableau : il a accès à une base de données de tableaux (issus d’un musée par exemple) où les images sont des réalisations d’une distribution inconnue pdata,</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/257748/original/file-20190207-174890-fhrcw2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/257748/original/file-20190207-174890-fhrcw2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=337&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/257748/original/file-20190207-174890-fhrcw2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=337&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/257748/original/file-20190207-174890-fhrcw2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=337&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/257748/original/file-20190207-174890-fhrcw2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/257748/original/file-20190207-174890-fhrcw2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/257748/original/file-20190207-174890-fhrcw2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Figure 2 : schéma synoptique d’un réseau contradictoire générateur.</span>
<span class="attribution"><span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les réseaux de neurones ayant besoin d’être entraînés pour fonctionner, l’entraînement de G vise à accroître le taux d’erreur de D (c’est-à-dire faire croire à D que les tableaux générés sont des authentiques toiles de maître). L’entraînement de D se fait sur un ensemble particulier, composé de vraies toiles issues de la base de données et de faux générés par G, et D essaye d’optimiser son taux de bonne reconnaissance.</p>
<p>G et D jouent alors alternativement et, dans sa version de base, l’objectif pour les deux joueurs se traduit par l’optimisation d’une fonction à deux termes. Le premier terme force D à classer des données réelles comme telles (tableaux de maîtres), le second force D à classer les données générées par G comme tel (faux).</p>
<p>G tente de tromper D en lui faisant étiqueter ses échantillons comme réels (tableaux de maîtres), essayant donc de minimiser la fonction, tandis que D essaye de la maximiser. Il est démontré (<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9or%C3%A8me_du_minimax_de_von_Neumann">théorème du minimax de von Neumann</a>) qu’il est alors possible de trouver une situation d’interaction stable entre les joueurs (un <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quilibre_de_Nash">équilibre de Nash</a>), c’est-à-dire trouver une solution au problème d’optimisation.</p>
<p>Avec ce processus, G s’est aidé de D pour apprendre une distribution proche de pdata, sans jamais avoir vu d’images réelles. Il peut donc générer seul de nouvelles images qui ressemblent à la base de données de tableaux. Gérard peut peindre des faux parfaits et les vendre au prix fort…</p>
<p>Pratiquement, les réseaux G et D sont des réseaux de neurones, tels que des <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Perceptron_multicouche">perceptrons multicouches</a> ou des <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_neuronal_convolutif">réseaux convolutifs</a>.</p>
<hr>
<p>
<em>
<strong>
À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/deep-learning-des-reseaux-de-neurones-pour-traiter-linformation-76055">Deep learning, des réseaux de neurones pour traiter l’information</a>
</strong>
</em>
</p>
<hr>
<p>Les réseaux contradictoires générateurs sont utilisés pour d’autres applications que la génération d’images réalistes. On peut parler ici de recherche de documents par le contenu, de recherche de médicaments ou encore de commande de robots.</p>
<p>Si Yann LeCun, l’un des pères de l’apprentissage profond, a dit sous forme de boutade « L’apprentissage contradictoire est la chose la plus cool depuis le pain en tranches », il est évident aujourd’hui que les réseaux GAN sont des méthodes très prometteuses dans de nombreux domaines.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/110005/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Vincent BARRA a reçu des financements du CNRS, de la Région.</span></em></p>L’intelligence artificielle est une science en plein essor. Découvrez comment des réseaux de neurones peuvent créer des images très réalistes.Vincent BARRA, Professeur des Universités à l'université Clermont-Auvergne, enseignant à l'institut d'informatique ISIMA et chercheur au laboratoire LIMOS, Université Clermont Auvergne, Université Clermont Auvergne (UCA)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1064072018-11-13T23:09:10Z2018-11-13T23:09:10ZLes réseaux de gaz intelligents sauveront-ils le gaz ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/245274/original/file-20181113-194500-z8nx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C10%2C1194%2C668&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le gaz d’origine renouvelable représente 1 % de la consommation totale de gaz en France. </span> <span class="attribution"><span class="source">EnvironmentGuru</span></span></figcaption></figure><p>À travers la programmation pluriannuelle de l’énergie (<a href="https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/programmations-pluriannuelles-lenergie-ppe">PPE</a>) – qui devrait être présentée d’ici décembre 2018 – la France s’apprête à fixer des choix déterminants en matière de politique énergétique pour la période 2018-2028. L’objectif principal la PPE visant à <a href="https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/strategie-nationale-bas-carbone-snbc">atteindre la neutralité carbone</a> à l’horizon 2050.</p>
<p>Outre la <a href="https://bit.ly/2AWXYut">place de l’énergie nucléaire</a>, l’une des thématiques centrales qui a animé les débats publics de la PPE en 2018 portait sur le rôle du gaz et la complémentarité des énergies.</p>
<h2>La pertinence du gaz remise en cause</h2>
<p>Actuellement, la <a href="https://bit.ly/2zOwENd">consommation d’énergie primaire</a> en France est composée à 40 % de production nucléaire, 29 % de pétrole, 16 % de gaz naturel, 11 % d’énergies renouvelables (hydraulique, photovoltaïque, éolien, biomasse, etc.) et 4 % de charbon. Il existe donc un fort potentiel – plus de 49 % – d’énergie primaire à décarboner.</p>
<p>Le gaz a longtemps été vu comme l’énergie fossile qui permettrait d’accompagner la <a href="https://www.tse-fr.eu/tse-mag-finance">transition</a> vers un système énergétique décarboné. Mais son extraction reste délicate : <a href="https://www.lesechos.fr/13/01/2017/LesEchos/22361-038-ECH_hollande---le-retour-de-la---malediction---du-gaz.htm">aux Pays-Bas</a>, des tremblements de terre causés par cette extraction ont incité les autorités à réduire leur dépendance à cette énergie. Le gouvernement néerlandais envisage d’arrêter d’<a href="https://www.rvo.nl/onderwerpen/duurzaam-ondernemen/duurzame-energie-opwekken/aardgasvrij">utiliser du gaz naturel d’ici à 2050</a>.</p>
<p>Or le gaz naturel, carboné, représente aujourd’hui 99 % du gaz consommé en France : sa pertinence pour accompagner la transition vers un système énergétique décarboné est donc remise en question. Les acteurs du secteur gaziers misent donc sur la diffusion du gaz vert, renouvelable, qui représente actuellement moins de 1 % de la consommation sur le territoire français.</p>
<p>Pour Dominique Auverlot et Étienne Beeker, experts de <a href="http://www.strategie.gouv.fr/">France Stratégie</a>, le recours au gaz dans le mix énergétique français doit être questionné, soulignent-ils dans leur dernière <a href="http://www.strategie.gouv.fr/publications/place-gaz-transition-energetique">note d’analyse</a>. Ils préconisent d’en restreindre au maximum l’usage.</p>
<p>Pour le secteur gazier français, la publication de la PPE est donc très attendue : elle pourrait annoncer le déclin de l’utilisation de cette énergie ou son maintien dans le bouquet énergétique français.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1049182787713097728"}"></div></p>
<h2>L’avenir du gaz, les réseaux intelligents ?</h2>
<p>Pour légitimer le gaz comme vecteur majeur de la transition énergétique, le secteur gazier tente de se réinventer pour devenir plus « propre ». De même que pour l’électricité, le gaz cherche à se structurer en un « réseau intelligent » (ou <em>smart grid</em>) : soit un réseau de distribution d’énergie qui favorise la circulation d’informations entre les fournisseurs et les consommateurs pour une gestion plus efficace.</p>
<p>Le concept de réseaux de gaz intelligents a initialement été <a href="https://www.lemondedelenergie.com/essor-smart-gas-grid/2017/12/05/">mis en avant par GRDF et GRTGaz</a> en 2017. Il est désormais accepté par la plupart des acteurs du secteur, qui s’accordent sur ses grandes caractéristiques.</p>
<p>Dans ce réseau, le gaz est d’abord produit localement, à partir de ressources renouvelables. Une récente étude de l’<a href="https://www.ademe.fr/mix-gaz-100-renouvelable-2050">Ademe</a> suggère par exemple qu’il est théoriquement possible d’obtenir un gaz 100 % renouvelable à l’horizon 2050.</p>
<p>Selon cette étude, le mix de gaz serait composé à 30 % de méthanisation – transformation de déchets organiques en biogaz ; à 40 % de pyrogazéification – gaz créé à partir du bois ; enfin, à 30 % de conversion des surplus d’électricité.</p>
<p>Ce réseau intelligent offre par ailleurs aux autres acteurs du secteur de l’énergie (électrique notamment) une complémentarité pour faciliter l’intégration des énergies renouvelables intermittentes.</p>
<p>Les réseaux de gaz intelligents intégreront enfin de nouvelles technologies – avec les compteurs de gaz communicants Gazpar, cousins des compteurs électriques Linky – qui doivent permettre au gestionnaire de réseau de le piloter efficacement et de réduire ses coûts d’exploitation et de maintenance.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/ZTcPCsHcP1o?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
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<h2>Réduire de 80 % les émissions</h2>
<p>Pour devenir réalité, les réseaux de gaz intelligents <a href="https://www.xerfi.com/presentationetude/Le-marche-des-reseaux-intelligents-en-France_7SCO40/teaser">requièrent d’importants investissements</a>] ; l’ampleur de leur mise en œuvre dépendra aussi de l’évolution du contexte réglementaire et du montant des subventions qui leur seront accordées.</p>
<p>Pour s’assurer le soutien des régulateurs, les gaziers avancent trois grands arguments.</p>
<p>D’une part, passer d’un gaz naturel à un gaz issu de sources d’énergie renouvelable et produit localement : cela permettrait de réduire fortement les importations énergétiques (provenant de Norvège, Russie, Pays-Bas et Algérie) et aurait un effet très positif sur la balance commerciale et l’indépendance énergétique de la France.</p>
<p>D’un point de vue environnemental, les émissions de gaz à effet de serre seraient réduites jusqu’à 80 %. Selon l’étude de l’<a href="https://www.ademe.fr/mix-gaz-100-renouvelable-2050">Ademe</a>, la substitution du gaz naturel par du biométhane réduirait les émissions de 188 grammes de CO<sub>2</sub> pour chaque KWh produit.</p>
<p>D’autre part, le gaz serait complémentaire de l’électricité pour faciliter la décarbonation du mix énergétique : passer à un mix 100 % électrique avec une électricité produite de plus en plus intermittente – l’éolien et le solaire étant tributaires de la météo – est un pari hasardeux, tant sur le plan technique qu’économique.</p>
<p>Le gaz propose une solution de stockage inter-saisonnier qui viendrait en soutien du réseau électrique lorsque celui-ci est tendu.</p>
<p>En été, grâce à une consommation d’énergie plus faible et au déploiement des énergies renouvelables, il y aura probablement des périodes de production excédentaire d’électricité renouvelable – photovoltaïque et éolien. Cet excédent ne pourra pas être injecté sur le réseau électrique, déjà saturé : sa transformation en gaz, injecté ensuite dans les réseaux, permettra donc de valoriser des excédents d’électricité. En hiver, ce stock de gaz pourra venir en soutien du réseau électrique au moment des pics de consommation.</p>
<p>Enfin, le gaz fournirait des services à d’autres secteurs : dans l’agriculture, la production de biomasse pour le gaz vert offrirait une source de revenus supplémentaire aux agriculteurs. Dans le transport, le déploiement du gaz naturel vert permettrait de décarboner le parc de véhicules routiers de marchandises, pour lequel le tout électrique ne semble pas pertinent en raison de sa faible autonomie.</p>
<h2>Complémentarité entre les réseaux énergétiques</h2>
<p>Selon les acteurs gaziers, un réseau 100 % électrique souffrirait de son incapacité à stocker de l’énergie en grandes quantités, de manière économiquement viable. Ils estiment que le secteur électrique aura besoin de la flexibilité d’autres énergies stockables, comme le gaz.</p>
<p>Les gaziers appellent à prioriser les énergies en fonction des usages. Plutôt que de viser le tout électrique, ils préconisent de dédier cette énergie aux nouvelles utilisations, tels que la mobilité électrique, et de privilégier l’utilisation du gaz pour le chauffage ou le transport de marchandises.</p>
<p>Il est toutefois fort probable que certains fournisseurs d’électricité soient réticents : la stratégie d’EDF, par exemple, repose sur une <a href="https://www.edf.fr/mix-energetique">complémentarité nucléaire – énergie renouvelable</a> au sein de laquelle le gaz renouvelable n’a pas sa place.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"929367537007124480"}"></div></p>
<h2>Un modèle économique à définir</h2>
<p>Du point de vue technologique, la complémentarité des réseaux est faisable, mais le modèle économique reste encore à définir.</p>
<p>Les gaziers mettent en avant les bienfaits de la complémentarité et les différents services rendus – stockage, investissements évités sur le réseau électrique, décarbonation du secteur du transport de marchandise – par les réseaux de gaz intelligents qui, pris séparément, ne sont pas profitables.</p>
<p>Le gaz renouvelable aurait en effet un coût – production, réseau et stockage – compris entre 105 et 150€/MWh en fonction de la méthode de production ; c’est bien supérieur à celui du gaz naturel, mais comparable à celui d’une électricité <a href="https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/france-independante-mix-gaz-renouvelable-010503-synthese.pdf">100 % renouvelable – 120 à 130€/MWh</a> –, et à celui des nouvelles centrales nucléaires. L’électricité produite par les <a href="https://www.gov.uk/government/collections/hinkley-point-c">deux EPR d’Hinkley Point C</a> en Grande Bretagne sera vendue à <a href="https://www.gov.uk/government/collections/hinkley-point-c">92,5 £/MWh</a> soit environ 110 €/Mwh.</p>
<p>Outre ce coût de production, d’autres données économiques sont à considérer : la capacité de stockage des réseaux de gaz intelligents, la production de méthane synthétique et les investissements dédiés à l’extension du réseau électrique ou à la construction de nouvelles centrales qui seraient évités.</p>
<p>Il reste néanmoins à savoir qui paiera pour ces services rendus de flexibilité et de stockage du gaz. Les consommateurs ou les acteurs du monde électrique ? On ne connaît aujourd’hui pas la réponse.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/106407/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>Longtemps vu comme l’énergie fossile qui permettrait d’accompagner la transition vers un système énergétique décarboné, la place du gaz est aujourd’hui questionnée.Carine Sebi, Assistant Professor - Economics, Grenoble École de Management (GEM)Anne-Lorène Vernay, Chargée de cours en stratégie, Grenoble École de Management (GEM)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/990932018-07-05T02:22:17Z2018-07-05T02:22:17ZQuand les objets connectés sont utilisés comme des armes contre leurs propriétaires<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/225962/original/file-20180703-116123-829tvu.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=20%2C0%2C6689%2C4466&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Votre enceinte connectée peut vite devenir une véritable gêne si elle n'est pas sécurisée.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/anapPhJFRhM">Bence Boros / Unsplash</a></span></figcaption></figure><p>Il est difficile d’imaginer des appareils aussi basiques que les ampoules ou les thermostats puissent être transformés en armes, mais c’est exactement ce qui peut se passer avec les versions <em>intelligentes</em> de ces objets.</p>
<p>Alors qu’il est désormais courant pour les pirates d’exploiter les faiblesses des produits connectés et de les transformer en rampe de lancement pour <a href="https://www.wired.com/2016/12/botnet-broke-Internet-isnt-going-away/">attaquer</a> d’autres systèmes informatiques, une utilisation plus sinistre des produits intelligents vient d’être révélée.</p>
<p>Le <a href="https://www.nytimes.com/2018/06/23/technology/smart-home-devices-domestic-abuse.html"><em>New York Times</em></a> a rapporté des cas de victimes de malveillances utilisant des produits connectés installés chez elles. Dans ces situations, les agresseurs utilisaient un accès à des haut-parleurs intelligents, des thermostats, des caméras, des serrures de porte et d’autres produits pour harceler leurs victimes à toute heure du jour ou de la nuit.</p>
<p>Les enceintes intelligentes comme la HomePod d’Apple peuvent être accessibles à distance par quelqu’un qui possède le nom d’utilisateur et le mot de passe et déclencher des alarmes à des moments aléatoires. Les climatiseurs et les thermostats peuvent être allumés au hasard et réglés pour rendre une maison très chaude ou très froide. Les caméras peuvent être contrôlées à distance pour espionner les occupants d’une maison, et ensuite la vidéo diffusée au public.</p>
<h2>Un phénomène de harcèlement de plus en plus courant</h2>
<p>Selon le <em>New York Times</em>, ce phénomène de harcèlement à l’aide des produits intelligents devient de plus en plus courant. Une victime a déclaré que la combinaison de la serrure numérique de sa porte d’entrée changeait chaque jour et une autre a dit que quelqu’un sonnait à la porte sans que personne n’y soit présent.</p>
<p>Bien qu’un utilisateur averti puisse reprendre le contrôle des appareils à la maison en réinitialisant les appareils et en changeant les mots de passe, beaucoup de gens n’ont aucune idée sur la façon de procéder, ni même que quelqu’un est derrière l’attaque.</p>
<p>L’utilisation de produits intelligents pour harceler quelqu’un n’est pas la seule façon dont la technologie est utilisée par des personnes dans une relation pour contrôler ou abuser de leurs proches.</p>
<p>Les smartphones ont été le moyen le plus commun dans lequel un partenaire a utilisé l’accès illégitime pour surveiller et espionner l’autre. Les <a href="https://www.lemonde.fr/pixels/article/2016/05/12/les-applications-pour-espionner-ses-proches-via-leur-smartphone-sont-elles-illegales_4918368_4408996.html">applications d’espionnage</a> qui peuvent être installées sur le téléphone d’une <em>cible</em> pour enregistrer l’emplacement, les journaux d’appels et d’autres informations sont répandu sur le Google Play Store pour les appareils androïdes. The <em>Times</em> <a href="https://www.thetimes.co.uk/edition/news/google-is-cashing-in-on-spy-apps-for-stalkers-mzx29jwj0">a rapporté</a> que plus de 10 000 femmes en Grande-Bretagne sont espionnées de cette façon.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"731214955006033920"}"></div></p>
<p>Il est important de se rappeler que si les applications d’espionnage sur les téléphones portables sont utilisées dans les cas d’<a href="https://www.ipvtechresearch.org/pubs/spyware.pdf">intrusion dans le cadre privé</a>, un grand nombre de ces applications sont simplement déployées par les gens par manque de confiance. Les applications sont même commercialisées dans le but d’attraper les « conjoints infidèles ».</p>
<p>Même la sophistication relative d’une application n’est pas toujours nécessaire pour que les agresseurs puissent suivre leurs victimes. Des services comme « Localiser mon iPhone » sont utilisés lorsque les proches ont accès au nom d’utilisateur et au mot de passe de l’identifiant Apple de leur victime. Les détails de compte d’un certain nombre de services peuvent permettre à quelqu’un d’accéder au courrier électronique, aux messages, aux photos, aux médias sociaux et à d’autres informations sur sa victime.</p>
<p>Les avocats en matière de divorce <a href="https://memphisdivorce.com/tennessee-divorce-law/how-a-divorcing-spouse-can-spy-on-you-using-your-iphone/">conseillent</a> maintenant des clients qui pensent au divorce sur la façon de préparer systématiquement leur vie numérique afin de se protéger contre les représailles et l’espionnage.</p>
<h2>Reprendre le contrôle</h2>
<p>Se protéger contre l’espionnage ou le harcèlement au moyen des produits intelligents n’est pas si simple. Le problème est que l’agresseur avait souvent un accès complet aux appareils et aux détails des comptes.</p>
<p>Dans le cas des produits intelligents et de la technologie en général, c’est souvent l’homme qui établit et contrôle le côté numérique de la relation, mais il serait une erreur de penser que l’espionnage et le harcèlement numérique sont des activités exclusivement masculines.</p>
<p>La première étape la plus importante est de reprendre le contrôle des comptes en ligne. Cela signifie changer les mots de passe, ou même créer de nouveaux comptes dans le cas où ils étaient partagés avec l’agresseur. L’ajout de l’authentification à double facteurs aiderait certainement beaucoup, car cela rend l’accès au compte beaucoup plus difficile pour les autres personnes.</p>
<p>Ceci est particulièrement important pour tous les comptes liés à des produits intelligents comme les enceintes, les thermostats et les détecteurs de fumée.</p>
<p>Il est un peu plus difficile de s’assurer que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs sont exempts de logiciels espions, surtout pour les utilisateurs non avertis. La meilleure façon de le faire est de s’offrir les services d’un professionnel, mais si ce n’est pas possible, il est toujours possible de réinitialiser l’appareil et réinstaller à partir de zéro, c’est la meilleure option.</p>
<p>La mise à jour des produits à la dernière version de leur logiciel peut aider à supprimer l’altération et les logiciels installés, de même que la restauration à partir d’une sauvegarde. Il existe également des logiciels anti-espions qui peuvent détecter des exemples courants de logiciels espions et aider à les supprimer.</p>
<p>Dans toutes les situations, quelle que soit la relation, les comptes séparés dont chaque personne est responsable constituent le meilleur moyen de préserver sa vie privée et son indépendance. Le fait d’être conscient de la sécurité et de la protection de la vie privée permet d’éviter des problèmes plus tard, qu’ils proviennent de criminels inconnus ou d’anciens partenaires.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/99093/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>David Glance ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Les objets connectés rendent bien des services, mais ils peuvent devenir de véritables armes dans les mains de personnes mal intentionnées. Comment prévenir ces nouveaux risques ?David Glance, Director of UWA Centre for Software Practice, The University of Western AustraliaLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/760552017-05-02T21:43:14Z2017-05-02T21:43:14ZDeep learning, des réseaux de neurones pour traiter l’information<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/165476/original/image-20170417-25865-1azsqg6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Réseau de neurones.</span> <span class="attribution"><span class="source">Else if then / Wikimedia</span></span></figcaption></figure><p>Après <a href="https://theconversation.com/vous-avez-dit-machine-learning-quand-lordinateur-apprend-a-apprendre-76049">vous être informé sur le <em>machine learning</em></a>, vous êtes-vous demandé quelles étaient ses performances ? Car si ce système d’apprentissage peut être vu comme un âne bâté pour un processeur chargé de traiter des informations, alors le réseau de neurones est la carotte qui le fait avancer. En effet, pour qu’un système soit vraiment intelligent, il ne doit pas être programmé pour réaliser une tâche, mais plutôt pour apprendre à réaliser cette tâche. D’où la nécessité du <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Apprentissage_pro"><em>deep learning</em></a>, qui s’inspire du fonctionnement de nos neurones et de leurs réseaux, et permet au système de trouver des motifs répétés dans les données qui lui sont fournies, pour apprendre une tâche.</p>
<p>Les réseaux de neurones, ou plus précisément, les réseaux de <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_neurones_artificiels">neurones artificiels</a>, sont des dispositifs qui permettent de traiter l’information. Et s’ils portent ce nom, c’est parce qu’il s’agit d’algorithmes, d’instructions machine dont la structure rappelle celle du cortex cérébral, mais à plus petite échelle.</p>
<figure class="align-right ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/165475/original/image-20170417-25898-1bmbnmn.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/165475/original/image-20170417-25898-1bmbnmn.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=323&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/165475/original/image-20170417-25898-1bmbnmn.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=323&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/165475/original/image-20170417-25898-1bmbnmn.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=323&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/165475/original/image-20170417-25898-1bmbnmn.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=405&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/165475/original/image-20170417-25898-1bmbnmn.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=405&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/165475/original/image-20170417-25898-1bmbnmn.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=405&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Structure d’un neurone.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Neuron svg/Wikimedia commons</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Leur origine remonte à 1957, avec l’invention du <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Perceptron">Perceptron</a> par <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Frank_Rosenblatt">Frank Rosenblatt</a> : un réseau de neurones qui prend modèle sur la structure de la cellule nerveuse, en tenant compte également des dendrites – courts prolongements du neurone à travers lesquels passent des informations sous forme électrochimique.</p>
<figure class="align-right ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/165480/original/image-20170417-25898-1fmb2p3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/165480/original/image-20170417-25898-1fmb2p3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/165480/original/image-20170417-25898-1fmb2p3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/165480/original/image-20170417-25898-1fmb2p3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/165480/original/image-20170417-25898-1fmb2p3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=403&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/165480/original/image-20170417-25898-1fmb2p3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=403&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/165480/original/image-20170417-25898-1fmb2p3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=403&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Réseau de neurones artificiel simplifié.</span>
<span class="attribution"><span class="source">The computing universe, Gyuri Papay and Tony Hey, 2015</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Dans le modèle des neurologues <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Warren_McCulloch">Warren McCulloch</a> et <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Walter_Pitts">Walter Pitts</a>, les précurseurs des réseaux de neurones formels, la variable d’entrée est binaire : elle ne prend pour valeur que 0 ou 1. Chaque valeur d’entrée est ensuite pondérée de son poids, et la somme des entrées pondérées est introduite dans le modèle. Le Perceptron intègre donc plusieurs entrées binaires (D1, D2… DN), et produit en sortie une donnée binaire unique, qui indique si le seuil d’activation est atteint ou pas. A savoir, 0, si le résultat est plus petit ou égal au seuil, et 1, dans le cas contraire.</p>
<figure class="align-right ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/165481/original/image-20170417-25882-1e3mnoe.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/165481/original/image-20170417-25882-1e3mnoe.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=464&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/165481/original/image-20170417-25882-1e3mnoe.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=464&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/165481/original/image-20170417-25882-1e3mnoe.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=464&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/165481/original/image-20170417-25882-1e3mnoe.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=583&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/165481/original/image-20170417-25882-1e3mnoe.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=583&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/165481/original/image-20170417-25882-1e3mnoe.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=583&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Réseau de neurones formels de type Perceptron Multicouche.</span>
<span class="attribution"><span class="source">HRcommons/Wikimedia</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Partant de cette première version, le Perceptron a été amélioré de manière à ne plus limiter les valeurs d’entrée et la fonction de pondération aux valeurs binaires, mais à prendre en compte toutes les valeurs réelles. En faisant varier les poids et le seuil, nous pouvons obtenir des modèles de prise de décision différents. La donnée de sortie d’une couche cachée peut également être insérée dans une autre couche cachée du Perceptron.</p>
<figure class="align-right ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/165567/original/image-20170418-32723-upcmu0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/165567/original/image-20170418-32723-upcmu0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=499&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/165567/original/image-20170418-32723-upcmu0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=499&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/165567/original/image-20170418-32723-upcmu0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=499&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/165567/original/image-20170418-32723-upcmu0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=628&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/165567/original/image-20170418-32723-upcmu0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=628&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/165567/original/image-20170418-32723-upcmu0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=628&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Perceptron multicouche.</span>
<span class="attribution"><span class="source"> DR</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Dans ce Perceptron multicouche, la première couche est assignée à des décisions très simples, en pondérant les données d’entrée. Les données de sortie sont ensuite traitées dans une seconde couche, dont les décisions sont pondérées par les résultats de la première, et se situent donc à un niveau plus complexe et abstrait. Le processus de décision gagne encore en complexité avec une troisième couche, et ainsi de suite. Au final, plus le nombre de couches d’un Perceptron est élevé, meilleure est sa capacité de prise de décision. Et elle est applicable à de <a href="https://www.researchgate.net/publication/313638282_Understanding_How_the_Future_Unfolds_Using_DRIVE_to_Harness_the_Power_of_Today's_Megatrends">nombreux domaines</a>.</p>
<p>Mais alors, pourquoi le <em>deep learning</em> a-t-il mis si longtemps à connaître un certain succès ? Sans doute fallait-il attendre des progrès en matière de puissance de calcul, et c’est désormais chose faite : on peut aujourd’hui traiter un grand nombre des données d’entrée et de sortie rapidement. Depuis 2009, des circuits intégrés spécialisés (ASICs) et des processeurs graphiques (GPUs) sont également utilisés pour les calculs pour les modèles à réseaux de neurones. Et de fait, le <em>deep learning</em> et les réseaux de neurones artificiels ont transformé le monde de l’intelligence artificielle ces dernières années, en améliorant considérablement son « intelligence ».</p>
<p>En disposant de très grands jeux de données et d’une forte puissance de calcul, les machines peuvent désormais reconnaître des objets, traduire des discours, s’auto-entraîner à identifier des motifs complexes, apprendre à définir une stratégie et gérer des imprévus en temps réel. Ainsi, le <em>deep learning</em> suscite-t-il l’intérêt des entreprises chargées de travailler à la détection d’armes dissimulées dans des bagages, dans les services des douanes des ports et aéroports.</p>
<p>Dans le domaine de la finance, le monde des traders s’y intéresse aussi pour prédire l’évolution des marchés. Sans compter que les gestionnaires d’actifs utilisent le <em>deep learning</em> pour identifier des « patterns » (motifs) en croisant plusieurs sources de données comme des factures de transport, des retours de clients sur Twitter et les discours des membres de la Réserve fédérale pour n’en nommer que quelques-unes. Enfin, des « patterns » peuvent également être trouvés à partie de données non-identifiées. Et <em>in fine</em>, en appliquant les méthodes du <a href="http://www.apress.com/us/book/9781484226735"><em>deep learning</em> à la finance</a>, les chercheurs ont pu produire de meilleurs résultats qu’avec les modèles économiques et statistiques standards.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/76055/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>Né dans les années 1950, le concept de réseau de neurones artificiels a beaucoup progressé. Aujourd’hui connu sous le nom de « deep learning », il a investi de nombreux domaines, dont celui de la finance.Terence Tse, Associate Professor of Finance / Head of Competitiveness Studies at i7 Institute for Innovation and Competitiveness, ESCP Business SchoolKariappa Bheemaiah, Associate research scientist Cambridge Judge Business School and lecturer GEM, Grenoble École de Management (GEM)Mark Esposito, Professor of Business & Economics at Harvard University and Grenoble École de Management, Grenoble École de Management (GEM)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/739952017-03-29T19:40:45Z2017-03-29T19:40:45ZQuelles priorités en matière d’énergie pour le prochain quinquennat ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/163096/original/image-20170329-1652-yonv49.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Maîtriser la consommation d’électricité s’impose comme une priorité pour le prochain gouvernement. </span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/fr/download/confirm/163864583?src=hD1GkCYLO3yM5P0rUKWu5A-1-33&size=huge_jpg">Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Dans le cadre des négociations climatiques conduites lors de la COP21 en 2015, la France s’est engagée à <a href="http://www.gouvernement.fr/special-cop-21-les-engagements-nationaux-de-la-france-3390">réduire de 40 % d’ici à 2030</a> ses émissions de gaz à effet de serre par rapport au niveau de 1990.</p>
<p>Si les candidats à la présidentielle 2017 s’accordent sur l’importance de lutter contre le changement climatique, une question essentielle demeure : sur quelles sources d’énergie la France devrait-elle miser à l’avenir : le nucléaire ou les renouvelables (ENR) – et dans quelles proportions ?</p>
<p>À l’heure actuelle, avec une production d’électricité couverte à <a href="http://bilan-electrique-2016.rte-france.com/production/le-parc-de-production-national/">72 % par le nucléaire</a>, cette énergie reste encore très majoritaire et les renouvelables arrivent loin derrière, avec seulement 18 %. Cependant, la <a href="http://www.developpement-durable.gouv.fr/loi-transition-energetique-croissance-verte">loi sur la transition énergétique pour une croissance verte</a> prévoit de porter la part de ces énergies à 23 % de la consommation finale brute d’énergie en 2020 et 50 % la part du nucléaire dans la production d’électricité pour 2025.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"844888778145705984"}"></div></p>
<h2>Les propositions des candidats</h2>
<p>Si l’on regarde les <a href="https://theconversation.com/quatre-scenarios-pour-comprendre-les-programmes-des-candidats-en-matiere-denergie-72308">propositions des principaux candidats</a>, tous souhaitent voir la part des énergies renouvelables dans le bouquet électrique français augmenter, mais dans des proportions très différentes. Le rôle du nucléaire reste lui controversé et les candidats ont des opinions diamétralement opposées.</p>
<p><a href="https://theconversation.com/nucleaire-renouvelables-decentralisation-energetique-les-propositions-du-candidat-fillon-69966">François Fillon</a> et <a href="https://theconversation.com/circuits-courts-hydrogene-nucleaire-les-propositions-de-la-candidate-le-pen-73283">Marine Le Pen</a> remettent ainsi en cause l’ambition du gouvernement socialiste de faire baisser la part du nucléaire dans le mix énergétique ; ils proposent au contraire d’investir et de développer cette énergie. Tous deux ont une vision centralisée du futur secteur électrique.</p>
<p>Pour <a href="https://www.youtube.com/watch?v=Rudtj9ZJONo">Jean-Luc Mélenchon</a>, la France doit suivre l’exemple de son voisin outre-Rhin et sortir complètement du nucléaire. Il imagine un secteur électrique dont la production serait décentralisée et entre les mains des citoyens. Hamon le rejoint sur ce point en <a href="https://www.benoithamon2017.fr/wp-content/uploads/2017/03/projet-web1.pdf">souhaitant</a> « favoriser une production décentralisée et citoyenne ». Ce dernier, tout comme Macron, demeure en revanche plus pragmatique sur l’avenir du nucléaire en France et propose de maintenir le cap actuellement défini par la loi.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/161202/original/image-20170316-10905-zbw124.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/161202/original/image-20170316-10905-zbw124.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=469&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/161202/original/image-20170316-10905-zbw124.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=469&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/161202/original/image-20170316-10905-zbw124.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=469&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/161202/original/image-20170316-10905-zbw124.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=589&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/161202/original/image-20170316-10905-zbw124.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=589&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/161202/original/image-20170316-10905-zbw124.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=589&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Analyse des programmes des candidats à la lumière des travaux menés dans le cadre du Débat national sur la transition énergétique.</span>
<span class="attribution"><span class="source">P.Criqui/M.Colombier</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Baisser la part du nucléaire, pas une priorité</h2>
<p>Que nous dit la confrontation entre ces visions portées par les candidats et celles des experts français du secteur de l’énergie ?</p>
<p><a href="http://www.grenoble-em.com/actualite-barometre-du-marche-de-lenergie-hiver-2016">Le Baromètre du marché de l’énergie</a> conduit par Grenoble École de Management a interrogé (de façon anonyme) une centaine de spécialistes sur ce que devraient être les priorités de la politique énergétique des cinq prochaines années.</p>
<p>De manière assez surprenante, seul un tiers des experts pensent que baisser la part du nucléaire dans le mix énergétique français devrait être une priorité.</p>
<p>Ceci indique qu’ils sont nombreux à douter de la faisabilité de réduire rapidement la part du nucléaire au profit des énergies renouvelables. À ce jour, <a href="http://www.usinenouvelle.com/article/tous-les-feux-sont-au-vert-pour-fermer-fessenheim.N519969">seule Fessenheim</a>, la plus vieille centrale de France, devrait être démantelée.</p>
<h2>Une industrie plongée dans l’incertitude</h2>
<p>Il faut également souligner que seuls 14 % des experts interrogés pensent qu’améliorer la compétitivité du secteur nucléaire français devrait être une priorité.</p>
<p>Après des décennies de suprématie pour cette énergie, son futur en France et à l’étranger semble plus incertain que jamais. Malgré la construction future d’Hinkley Point C – un projet mené conjointement par EDF et l’entreprise d’État chinoise GCN – qui a obtenu le feu vert du gouvernement britannique en 2016, des problèmes techniques <a href="https://www.lesechos.fr/22/07/2016/LesEchosWeekEnd/00041-013-ECWE_epr-c-est-quoi-le-probleme-.htm">ont retardé la construction</a> des EPR de Flamenville et d’Olkiluoto en Finlande.</p>
<p>De même, des <a href="https://www.asn.fr/Informer/Actualites/Usine-Creusot-Forge-d-Areva-NP-liste-des-irregularites">anomalies détectées dans certaines cuves</a> ont récemment causé un arrêt temporaire d’un tiers de la capacité nucléaire dans l’Hexagone et les gouvernements français et américain ont ouvert des investigations sur près d’une décennie de falsification de documents relatifs à la qualité des pièces produites par la forge Areva du Creusot.</p>
<p>Enfin, il est prévu qu’EDF rachète Areva NP afin de venir en aide à ce dernier, actuellement en proie à d’importantes difficultés financières dues à une accumulation de mauvais choix stratégiques et à un marché du nucléaire en berne. Areva n’est d’ailleurs pas le seul fabricant de technologies nucléaires en difficulté. Toshiba, l’un des principaux conglomérats japonais et propriétaire du développeur nucléaire Westinghouse basé aux États-Unis, vient en effet de <a href="https://www.forbes.com/sites/unicefusa/2017/03/17/we-went-to-uganda-to-talk-with-refugee-families/#3c39ded12768">se retirer de tous nouveaux projets</a> nucléaires en dehors du Japon suite à de mauvais résultats financiers.</p>
<h2>Une transition amorcée</h2>
<p>L’industrie du nucléaire est victime d’un effet ciseau. D’un côté les demandes en termes de sécurité <a href="https://www.oxfordenergy.org/wpcms/wp-content/uploads/2015/08/EL-14.pdf">sont de plus en plus exigeantes</a>, ce qui augmente le coût de construction des centrales. De l’autre, la baisse du prix des hydrocarbures, notamment des hydrocarbures non-conventionnels comme le gaz de schiste, ont fait <a href="https://theconversation.com/le-gaz-de-schiste-americain-nouveau-prix-directeur-des-energies-53989">baisser les prix</a> de gros de l’électricité.</p>
<figure class="align-right zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/163102/original/image-20170329-1670-9cur0u.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/163102/original/image-20170329-1670-9cur0u.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/163102/original/image-20170329-1670-9cur0u.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=723&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/163102/original/image-20170329-1670-9cur0u.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=723&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/163102/original/image-20170329-1670-9cur0u.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=723&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/163102/original/image-20170329-1670-9cur0u.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=908&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/163102/original/image-20170329-1670-9cur0u.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=908&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/163102/original/image-20170329-1670-9cur0u.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=908&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption"></span>
<span class="attribution"><a class="source" href="http://www.rte-france.com/fr/article/panorama-de-l-electricite-renouvelable">RTE</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Il devient ainsi de plus en plus difficile pour les propriétaires de centrales nucléaires de <a href="https://www.worldnuclearreport.org/The-World-Nuclear-Industry-Status-Report-2016-HTML.html">récupérer les coûts fixes</a> de leur investissement. En même temps, le coût des énergies renouvelables, des technologies du smart-grid et des technologies de stockage a fortement chuté ces dernières années. Prenons l’exemple des batteries au lithium, élément-clé de la diffusion massive de l’énergie solaire résidentielle et des voitures électriques : leur prix, bien qu’encore élevé, a baissé de <a href="http://www.nature.com/nclimate/journal/v5/n4/abs/nclimate2564.html">14 % par an entre 2007 et 2014</a>.</p>
<p>Il est fort probable que la transition d’un marché de niche vers un marché grand public ait lieu plus rapidement que ce que les énergéticiens historiques, les politiques et les citoyens pensent.</p>
<h2>Gérer la consommation, la priorité</h2>
<p>Le défi majeur de cette transition sera d’intégrer les énergies renouvelables intermittentes comme l’éolien et le solaire dans le système électrique et de couvrir la demande en électricité, même lorsqu’il fait nuit ou que le vent ne souffle pas.</p>
<p>En France, avec une habitation sur trois équipée de chauffage électrique, il est nécessaire de gérer le pic des demandes pendant les froides journées d’hiver. Cette année, par exemple, la consommation a enregistré une pointe le <a href="http://www.rte-france.com/fr/document/apercu-mensuel-sur-l-energie-janvier-2017">20 janvier à 94,2 GW</a>, ce qui représente la pointe la plus élevée depuis février 2012.</p>
<p>Cumulé à l’arrêt de plusieurs centrales nucléaires pour cause de maintenance ou de test commandé par l’ASN (Autorité de sûreté nucléaire) afin de vérifier la résistance de certain matériaux suite aux anomalies détectées dans les cuves fabriquées dans l’usine Areva du Creusot, il aura fallu que RTE, la filiale d’EDF en charge des transports d’électricité, redouble d’imagination pour éviter de recourir massivement à des coupures localisées d’électricité.</p>
<p>L’une des stratégies pour limiter les pics de consommation consiste à faire baisser la demande en électricité des ménages. Contrairement au nucléaire, l’opinion des spécialistes sur l’importance de mettre en place une politique favorisant l’efficacité énergétique est sans équivoque : près de trois experts sur quatre pensent que l’efficacité énergétique devrait être une priorité de la politique française lors du prochain quinquennat.</p>
<p>Il est d’ailleurs intéressant de noter que c’est l’une des rares thématiques sur laquelle Fillon, Hamon, Le Pen, Macron et Mélenchon se rejoignent.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/73995/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>Le Baromètre des marchés de l’énergie de GEM a interrogé une centaine de spécialistes sur la place du nucléaire et des énergies renouvelables dans le futur mix énergétique français.Anne-Lorène Vernay, Chargée de cours en stratégie, Grenoble École de Management (GEM)Joachim Schleich, Professor of Energy Economics, Grenoble École de Management (GEM)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/695122016-11-29T20:55:38Z2016-11-29T20:55:38ZQuand la blockchain sert à s’échanger de l’électricité<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/147948/original/image-20161129-10945-1tysah9.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Installation de panneaux solaires à New York. </span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.facebook.com/brooklynmicrogrid/photos/pb.663514577109321.-2207520000.1480348038./962321753895267/">Brooklyn Microgrid</a></span></figcaption></figure><p><em><a href="https://www.linkedin.com/in/zeinab-nehai">Zeinab Nehai</a>, étudiante en deuxième année d’ingénieur à <a href="http://www.esilv.fr/">l’ESILV</a>, est co-auteure de cet article.</em></p>
<hr>
<p>Depuis un an, <a href="http://brooklynmicrogrid.com/">des microgrids</a> ont fait leur apparition dans le quartier new-yorkais de Brooklyn. En mettant en relation les habitants, ces réseaux locaux intelligents cherchent à faciliter l’échange d’énergie entre consommateurs.</p>
<p>Développé par <a href="http://transactivegrid.net/">TransActive Grid</a>, ce microgrid combine énergie renouvelable et économie du partage. À l’origine de ce projet, on trouve deux entreprises : <a href="http://lo3energy.com/projects/">Lo3 Energy</a> pour la mise en place de réseaux d’énergie solaire et <a href="https://consensys.net/">ConsenSys</a>, spécialisée dans la blockchain.</p>
<p>La <a href="http://blockchainu.co/">blockchain</a> (bien connue des utilisateurs de la monnaie virtuelle <a href="https://bitcoin.org/fr/comment-ca-marche">BitCoin</a>) est une technologie de stockage et de transmission d’informations sans contrôle centralisé. Elle consiste en une base de données construite bloc après bloc, d’où son nom, contenant l’historique de toutes les « transactions » effectuées entre ses utilisateurs depuis sa création. Cette base de données est partagée par ses différents utilisateurs, sans intermédiaire. Une transaction peut être un troc, une vente/achat, via un contrat ou autres, entre deux ou plusieurs parties.</p>
<p>Les usagers du microgrid de Brooklyn peuvent donc s’échanger de l’énergie en temps réel sans avoir à passer par un agrégateur ou par le distributeur local. Leur transaction est légale, sécurisée et monétisée via la blockchain.</p>
<h2>Payer un colis, voter, se fournir en énergie</h2>
<p>Toute blockchain publique fonctionne avec une monnaie ou un jeton programmable. Les transactions effectuées entre les utilisateurs du réseau sont regroupées par blocs. Chaque bloc est validé par les nœuds du réseau selon des techniques qui dépendent du type de blockchain.</p>
<p>Dans la blockchain du bitcoin, cette technique est par exemple appelée le <em>« proof-of-work »</em>, (« preuve de travail ») et consiste en la résolution de problèmes algorithmiques.</p>
<p>Une fois le bloc validé, il est horodaté et ajouté à la chaîne de blocs. La transaction est alors visible pour l’ensemble du réseau. Ce processus prend de quelques secondes à plusieurs minutes en fonction des paramètres de la blockchain.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/147783/original/image-20161128-22739-15dzreg.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/147783/original/image-20161128-22739-15dzreg.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=363&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/147783/original/image-20161128-22739-15dzreg.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=363&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/147783/original/image-20161128-22739-15dzreg.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=363&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/147783/original/image-20161128-22739-15dzreg.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=457&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/147783/original/image-20161128-22739-15dzreg.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=457&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/147783/original/image-20161128-22739-15dzreg.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=457&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Le fonctionnement de la blockchain.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://blockchainfrance.net/decouvrir-la-blockchain/c-est-quoi-la-blockchain/">Blockchain France</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les transactions dans la blockchain peuvent en outre passer par des <em>smart contracts</em> (on pense ici à la blockchain <a href="https://www.codius.org/">Codius</a> ou <a href="https://www.ethereum.org/">Ethereum</a>). Ce sont des programmes accessibles et consultables par toutes les parties autorisées et dont l’exécution est contrôlée et vérifiable. Ils exécutent automatiquement les conditions d’un contrat lorsque certains éléments sont réunis.</p>
<p>Dans ce cadre, la blockchain permet par exemple le paiement automatique d’un colis au moment de la livraison ou encore le <a href="https://followmyvote.com/">vote électronique</a>.</p>
<p>La blockchain offre ainsi une technologie rendant fiables des transactions commerciales sans vis-à-vis ni accord commercial négocié entre les parties ; c’est la participation à la blockchain qui certifie la transaction.</p>
<p>Le caractère décentralisé de la blockchain, couplé avec sa sécurité et sa transparence, promet des applications bien plus larges que le domaine monétaire. Et des grandes entreprises telles que <a href="http://www.esilv.fr/experiences16-blockchain-hackademy-lart-de-pitcher-projet-ceo-de-microsoft/">Microsoft</a> prennent les devants afin de proposer de nombreuses utilisations de cette blockchain dans le monde du luxe, du vote électronique et des <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Pair_%C3%A0_pair">échanges pair-à-pair</a> d’énergie.</p>
<h2>La blockchain dans les réseaux intelligents</h2>
<p>La transition énergétique fera du consommateur un <a href="http://www.smartgrids-cre.fr/index.php?p=consommacteur-definition">consomm’acteur</a> et la multiplication des autoproducteurs et des îlots de consommateurs favorise déjà les échanges énergétiques à l’échelle locale.</p>
<p>Mais aujourd’hui, l’énergie produite par les consomm’acteurs et non utilisée localement est injectée dans le réseau, ce qui pose d’<a href="http://www.smartgrids-cre.fr/index.php?p=etapes-integration-enr">importants problèmes au niveau du réseau de distribution</a>.</p>
<p>La solution la plus plébiscitée à l’heure actuelle consiste, comme c’est le cas à Brooklyn, à créer des réseaux locaux intelligents et à mettre au point des <em>smart contracts</em> pour lier les usagers du microgrid les uns aux autres. L’énergie peut être ainsi vendue ou achetée suivant des règles locales.</p>
<p>Ce type de blockchain ne se limite pas aux microgrids ; il peut concerner tous types d’échange pair à pair monétisable et contrôlé par des outils informatiques. <a href="https://slock.it/">Slock.it</a>, travaille par exemple en partenariat avec le conglomérat allemand RWE sur l’utilisation de la blockchain pour des bornes de rechargement électrique.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"790098671652200448"}"></div></p>
<p>En France, Bouygues Immobilier et Microsoft (via la PME <a href="https://stratumn.com/">Stratumn</a>) développent actuellement des <em>smart contracts</em> pour l’échange énergétique à l’échelle d’un quartier selon les lois françaises. Engie a de son côté lancé un projet visant à améliorer la traçabilité des flux (eau, gaz, électricité), pour la gestion et la maintenance, en combinant des capteurs à la blockchain.</p>
<h2>Une question d’échelle</h2>
<p>Il est important, pour ne pas perturber le réseau de distribution, que la monétisation des transactions énergétiques via la blockchain prenne en compte le confort des utilisateurs, la flexibilité du réseau et le prix de l’énergie.</p>
<p>La blockchain doit également garantir l’intégrité et la confidentialité des transactions ; des problématiques comme quitter la chaîne, en rejoindre une autre, se faire rembourser des jetons demeurent des sujets controversés.</p>
<p>Des initiatives se multiplient actuellement ; une monnaie a ainsi été créée dans le domaine de l’énergie solaire : <a href="http://solarcoin.org/en/front-page/">SolarCoin</a>, reconnue par l’Agence internationale de l’énergie renouvelable (<a href="http://www.irena.org/home/index.aspx?PriMenuID=12&mnu=Pri">IRENA</a>). SolarCoin accorde pour chaque MWh d’énergie solaire 1 SolarCoin au producteur. Ces jetons s’échangeront ensuite sur une place de marché sans intermédiaire. Seul l’offre et la demande fixeront les prix de l’énergie. La start-up <a href="http://gridsingularity.com/">Grid Singularity</a> implante, en partenariat avec IBM et LO3 Energy, cette technologie à destination des pays en voie de développement dans des zones peu et pas rattachées au réseau de distribution.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"802152605732380672"}"></div></p>
<p>Si la blockchain offre une option viable et facile à implanter dans tous types de réseaux, elle soulève toutefois de nombreuses questions liées à la régulation et à l’économie de marché. Et pour les acteurs historiques, qui se trouvent indirectement impactés par cette gestion locale pair-à-pair, ils vont devoir faire face à la multiplication de marchés locaux de l’énergie en concurrence avec le marché de l’énergie. Ces interactions peuvent bouleverser le marché, l’énergie produite n’étant plus en lien direct avec son prix, rendant ainsi caduque les projets de <a href="http://newiranians.ir/A%20summary%20of%20demand%20response%20in%20electricity%20markets.pdf">demande-réponse</a> basés sur le prix.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/69512/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Guillaume Guérard ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>La technologie de stockage et de transmission d’informations, rendue célèbre avec le bitcoin, fait ses débuts dans le domaine de la production d’énergie.Guillaume Guérard, Enseignant-chercheur, département « Nouvelles énergies », ESILV, Pôle Léonard de VinciLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/665422016-10-05T18:15:06Z2016-10-05T18:15:06ZDemain, tous producteurs d’électricité ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/140527/original/image-20161005-14240-33lpy4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/la_sombra/6036168427/">Ingo Hoffmann/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>Les nouvelles technologies de l’information et de la communication (NTIC) devraient permettre de piloter les réseaux électriques de manière automatique, en temps réel et en limitant les coûts.</p>
<p>L’objectif premier de ces « réseaux intelligents » (appelés aussi <a href="http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/reseau-intelligent-smart-grid"><em>smart grid</em></a>) sera d’assurer l’équilibre entre l’offre et la demande en lissant la courbe de consommation pour limiter le recours aux centrales d’appoint ; ils cherchent également à favoriser et optimiser l’usage des énergies renouvelables, des batteries et des appareils intelligents.</p>
<p>Les premières NTIC, à l’image du <a href="https://energy.dotvision.com/Products/Spoony">compteur intelligent Spoony</a>, offrent un avant-goût de la transformation des réseaux électriques. Aujourd’hui, de nombreuses entreprises proposent l’installation de ces boîtiers gérés à distance qui permettent de réduire la consommation et d’être rémunéré pour l’énergie épargnée.</p>
<p>Quelle sera la place du consommateur dans le développement de ces innovations technologiques ? Quels avantages les usagers peuvent-ils en attendre à court et moyen terme ?</p>
<h2>Une addition énergétique salée</h2>
<p>Habitations et bâtiments possèdent de plus en plus d’appareils visant à améliorer notre confort : climatisation, appareils de contrôle à distance et chauffage électrique accroissent la consommation en électricité. Une hausse encore renforcée par la démocratisation des véhicules électriques, des capteurs de données, etc.</p>
<p>Or le réseau électrique actuel n’est pas adapté à une telle demande ; et l’apparition des énergies renouvelables chez le consommateur pose d’autres problèmes du fait que le réseau actuel a été conçu pour être centralisé et unidirectionnel.</p>
<p>Pour éviter une rénovation trop coûteuse du réseau, il est judicieux de passer d’un contrôle de la production à un contrôle par la consommation. Cette maîtrise de la demande d’énergie (MDE) désigne la possibilité de modifier la demande du consommateur à travers diverses méthodes : incitations financières (heures pleines – heures creuses), conduite du changement, ou encore gestion des appareils intelligents, énergies locales et batteries. La « demande-réponse » est une stratégie de MDE utilisant l’analyse des prix de l’énergie afin de piloter les appareils intelligents.</p>
<p>La MDE a pour objectif de limiter les pics de consommation, ce qui ne signifie pas diminuer l’énergie totale consommée. Si le réseau est bien dimensionné sur le plan de la production, le coût de l’énergie n’augmentera pas. Il pourra même baisser : une courbe de charge lisse couperait en effet le recours aux centrales d’appoints permettant d’assurer une énergie ayant un coût de production bas et constant tout au long de la journée.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/140520/original/image-20161005-14232-d70vl6.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/140520/original/image-20161005-14232-d70vl6.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=340&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/140520/original/image-20161005-14232-d70vl6.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=340&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/140520/original/image-20161005-14232-d70vl6.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=340&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/140520/original/image-20161005-14232-d70vl6.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=427&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/140520/original/image-20161005-14232-d70vl6.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=427&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/140520/original/image-20161005-14232-d70vl6.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=427&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Prévisions de consommation électrique sur une journée test : sans MDE (DSM en anglais), avec efficacité énergétique, et avec système de « demande-réponse ».</span>
<span class="attribution"><span class="source">EnerDynamics</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>On le voit, le réseau le plus efficace n’est plus concentré sur la production et la distribution de l’énergie : le consommateur y tient un rôle central dans le contrôle de l’offre et le demande. Le réseau est décentralisé, les actions étant gérées localement.</p>
<h2>Consommateur et producteur</h2>
<p>Les consommateurs vont donc devenir acteurs de leur consommation, voire producteurs en s’appuyant sur des moyens de production locaux (éoliennes ou panneaux photovoltaïques par exemple). L’électricité ainsi produite peut être consommée directement ou injectée dans le réseau.</p>
<p>Mais les énergies renouvelables produisent de l’électricité de manière irrégulière : ces productions décentralisées nécessitent donc une gestion intelligente (c’est notamment <a href="http://reuniwatt.com/fr/">ce que propose Soleka</a>) de leur consommation comme de leur production afin d’être intégrées au réseau.</p>
<p>Grâce aux compteurs intelligents, les consommateurs et les gestionnaires de réseaux connaîtront précisément la consommation et la production d’un bâtiment. Ces données sont aussi utiles pour le dimensionnement énergétique du bâtiment que pour la maîtrise énergétique.</p>
<p>Les fournisseurs d’énergie pourront donc proposer aux consommateurs de nouvelles offres selon leur profil de consommation, ainsi que de <a href="https://theconversation.com/par-quoi-passe-lefficacite-energetique-65441">nouveaux services d’efficacité énergétique</a> ou de maîtrise de la demande d’énergie.</p>
<p>Le <em>smart grid</em> constitue ainsi un réseau décentralisé et bidirectionnel, gérant à la fois le « consommacteur » et les producteurs.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/140521/original/image-20161005-14243-14u5co0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/140521/original/image-20161005-14243-14u5co0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=558&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/140521/original/image-20161005-14243-14u5co0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=558&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/140521/original/image-20161005-14243-14u5co0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=558&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/140521/original/image-20161005-14243-14u5co0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=702&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/140521/original/image-20161005-14243-14u5co0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=702&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/140521/original/image-20161005-14243-14u5co0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=702&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Les deux facettes du « smart grid ».</span>
<span class="attribution"><span class="source">CRE</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Des appareils qui communiquent</h2>
<p>Les techniques de maîtrise de la demande d’énergie se basent en grande partie sur la possibilité de gérer de manière intelligente les appareils consommateurs, producteurs ou les batteries pour un lieu donné.</p>
<p>Des programmes de « demande-réponse » permettront d’autre part d’infléchir la consommation électrique ou de la déplacer à des moments hors des périodes de forte demande, et cela en prenant en compte les usages du consommateur final. Dans les moments de consommation réduite, par exemple, il sera possible de profiter de l’électricité produite pour charger sa voiture électrique. L’utilisateur pourra, grâce à un <a href="http://avob.com/">tableau de bord connecté</a>, renseigner ses préférences pour avoir une meilleure connaissance de sa consommation ou de ses habitudes.</p>
<p>L’enjeu principal réside ainsi dans l’implication des usagers afin qu’ils adaptent leurs profils de consommation à la variation des prix de l’électricité. Les innovations technologiques du secteur devront lui permettre de gérer les contraintes liées à l’intermittence des énergies renouvelables ou encore le développement de nouveaux usages, comme la <a href="http://www.g2mobility.com/">mobilité électrique</a>.</p>
<h2>Voir grand</h2>
<p>Le déploiement à grande échelle de l’efficacité énergétique et de la maîtrise de la demande d’énergie sont aujourd’hui essentiel au succès de la <a href="https://www.lenergieenquestions.fr/les-3x20-les-objectifs-environnementaux-du-plan-climat-de-lue/">stratégie des 3x20</a> mise au point par l’Union européenne : diminuer de 20 % des émissions de gaz à effet de serre des pays de l’UE ; atteindre 20 % d’énergies renouvelables dans le mix énergétique européen ; réaliser 20 % d’économies d’énergie.</p>
<p>Dans ce contexte, les réseaux électriques actuels doivent absolument s’adapter pour devenir plus intelligents, plus réactifs et communicants. Ils permettront ainsi de faire face aux défis que constituent l’intégration des énergies locales renouvelables, la maîtrise de la demande en énergie, la gestion de la courbe de consommation et le développement de l’usage de la voiture électrique, des batteries et de la domotique.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/66542/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Guillaume Guérard ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Dans les réseaux électriques du futur, la gestion de l’offre et de la demande en électricité passera par de nouveaux outils « intelligents »… et de nouveaux consommateurs.Guillaume Guérard, Enseignant-chercheur, département « Nouvelles énergies », ESILV, Pôle Léonard de VinciLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/653902016-09-22T04:46:14Z2016-09-22T04:46:14ZLe secteur de l’électricité réussira-t-il sa mue numérique ?<p><em>GEM et le ZEW (le Centre de recherche économique européenne) réalisent chaque semestre une enquête auprès d’experts du marché de l’énergie opérant dans l’industrie, la science, et l’administration publique en France et en Allemagne. Voici les grandes lignes du dernier <a href="http://recherche.grenoble-em.com/barometre-du-marche-de-lenergie">baromètre</a> « été 2016 » portant sur la transformation numérique dans le secteur de l’énergie.</em></p>
<p>« Le futur de l’énergie sera numérique et connecté », déclarait le cabinet KPMG dans un <a href="https://home.kpmg.com/xx/en/home/insights/2016/01/innovative-interconnections-digitalization-energy-quo-vadis.html">récent rapport</a>. Et c’est sans aucun doute le secteur électrique qui subira les plus importantes transformations.</p>
<p>Dans ce secteur, la numérisation renvoie à la généralisation des technologies de l’information et de la communication (TIC) dans l’ensemble de la chaîne de production : réseaux et compteurs <a href="http://www.smartgrids-cre.fr/index.php?p=compteurs-caracteristiques">intelligents</a>, <a href="https://www.accenture.com/fr-fr/insight-new-era-energy-companies-cloud-computing">solutions</a> de <em>cloud computing</em> (qui concernent des applications mobiles au service de la gestion de l’énergie), <a href="http://www.smartgrids-cre.fr/media/documents/CapG_SmartEnergyServices.pdf">usage des TIC</a> pour le fonctionnement des centrales électriques et la gestion de la charge sur le réseau.</p>
<p>En ce qui concerne la France, 58 % des experts interrogés estiment que le niveau d’avancement de la transformation numérique du secteur de l’électricité est proche de celui des autres pays occidentaux. Nos voisins allemands estiment, quant à eux, que le niveau de numérisation en Allemagne est adéquat, voire élevé. En revanche, la majorité des experts français et allemands s’accorde pour dire que la vitesse de cette transformation est trop lente.</p>
<h2>Des technologies économiquement viables ?</h2>
<p>L’enquête révèle que plusieurs facteurs entravent la numérisation du secteur de l’électricité. Le principal obstacle concerne un rapport coût/bénéfice défavorable.</p>
<p>Prenons <em>le <a href="http://www.smartgrids-cre.fr/index.php?p=comprendre-les-smart-grids">smart grid</a></em> par exemple, plusieurs déploiements ont été réalisés autour de projets pilotes tels qu’Issy Grid, Nice Grid ou Greenlys à Lyon et Grenoble, entre autres.</p>
<p>Bien que l’état de l’art des technologies ne soit pas remis en cause, celles-ci sont évaluées sur des projets de petite envergure et leur maturité pour un déploiement à plus grande échelle est souvent remise en cause. La Commission de régulation de l’énergie, chargée de veiller au bon fonctionnement des marchés de l’électricité et du gaz en France, suggère d’ailleurs d’organiser un déploiement progressif afin d’avoir une meilleure maîtrise des coûts et de pouvoir tirer profit des effets d’apprentissage.</p>
<p>En France, le cadre réglementaire est pointé du doigt comme étant le deuxième obstacle le plus important à la numérisation dans le secteur de l’électricité. Ce résultat fait écho aux <a href="http://greenlys.fr/wp-content/uploads/2016/07/Dossier-de-presse-BD.pdf">retours d’expérience</a> de démonstrateurs qui soulèvent que le cadre réglementaire ne permet pas de monétiser les bénéfices apportés par ces technologies et de leur assurer une viabilité économique.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/138306/original/image-20160919-11103-g3r5kk.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/138306/original/image-20160919-11103-g3r5kk.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=371&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/138306/original/image-20160919-11103-g3r5kk.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=371&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/138306/original/image-20160919-11103-g3r5kk.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=371&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/138306/original/image-20160919-11103-g3r5kk.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=467&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/138306/original/image-20160919-11103-g3r5kk.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=467&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/138306/original/image-20160919-11103-g3r5kk.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=467&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">À cause des arrondis, la somme des données chiffrées pourrait ne pas atteindre 100 %.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Baromètre de l’énergie (GEM, 2016).</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>La cyber-menace inquiète</h2>
<p>La cybersécurité est également considérée comme un verrou important. Les experts allemands considèrent d’ailleurs qu’en Allemagne, les cyber-menaces sont un facteur de blocage plus important que le cadre réglementaire. Les préoccupations relatives à la sécurité des données, et de la vie privée en particulier, ont été soulevées dans le sillage de la numérisation en cours dans l’économie.</p>
<p>Par exemple, 97 % des 500 premières entreprises américaines en terme de chiffre d’affaire ont reconnu avoir été victimes d’au moins un incident de type cyberattaque réussie. Dans le secteur de l’énergie, il est vrai que les réseaux électriques s’appuient depuis longtemps déjà sur les TIC pour transférer les données nécessaires à une bonne gestion des réseaux et ce grâce à des réseaux industriels souvent fermés.</p>
<p>Cependant, comme plus d’équipements deviennent interconnectés, s’appuyant souvent sur des technologies telles que le <em>cloud computing</em> ou Internet Protocol, l’ensemble du système devient plus vulnérable aux cyberattaques. On se rappelle notamment l’<a href="http://www.usine-digitale.fr/article/les-details-de-la-cyberattaque-qui-a-mis-des-centrales-ukrainiennes-hors-service.N382649">épisode ukrainien fin 2015</a> au cours duquel deux fournisseurs d’énergie ont été victimes de cyberattaques entraînant des pannes dans l’ouest du pays et plongeant quelques 700 000 personnes dans le noir.</p>
<p>Enfin les experts français ont soulevé deux autres facteurs bloquants. En premier, la nature centralisée, semi-monopolistique, du réseau qui diminue la volonté des firmes établies à embrasser le changement. Deuxièmement, des questions relatives à l’<a href="https://theconversation.com/compteur-electrique-linky-comprendre-la-polemique-59769">acceptation sociale</a> ont également été mentionnées, notamment en ce qui concerne le déploiement de compteurs intelligents.</p>
<p>Comme dans d’autres pays, les préoccupations en France se rapportent au respect de l’intimité (anonymat des données et espionnage), ainsi qu’à la nocivité des rayonnements</p>
<h2>Comment gérer la transformation ?</h2>
<p>Compte tenu de l’importance du frein « cyber-sécurité » pour le passage au numérique dans le secteur de l’électricité, il est normal de s’interroger sur la manière de gérer la transformation numérique.</p>
<p>Doit-on mettre l’accent sur les aspects techniques et soutenir l’introduction des TIC dans le système électrique ou doit-on avant tout s’assurer de préserver la cybersécurité ?</p>
<p>En France, à l’heure actuelle, les experts sont partagés quant à la posture adoptée jusqu’ici. 21 % estiment que l’accent a plutôt été mis sur la numérisation et une part à peu près égale de 23 % pense qu’au contraire c’est la cybersécurité qui a été privilégiée.</p>
<p>La plus grande part des répondants (39 %) a répondu que l’industrie de l’électricité a suivi une approche équilibrée entre les aspects techniques de la numérisation et la préservation de la cybersécurité.</p>
<p>Pour l’Allemagne, seulement 16 % des répondants estiment que la cybersécurité a été privilégiée. 27 % pensent que l’accent était sur la numérisation et 26 % qu’une approche équilibrée est suivie.</p>
<h2>Équilibrer l’offre et la demande</h2>
<p>La transformation numérique, bien que porteuse de défis, est également source potentielle d’optimisation du système électrique.</p>
<p>Experts français et allemands s’accordent sur les domaines dans lesquels la transformation numérique produira le plus de gains d’efficacité. En tête, avec 21 % des experts français et 20 % des allemands, de meilleures prédictions pour la gestion de la charge sur le réseau.</p>
<p>Les opérateurs de réseaux doivent s’adapter à une production électrique de plus en plus décentralisée qui crée des défis pour équilibrer l’offre et la demande d’électricité et la numérisation est clairement perçue comme une des solutions.</p>
<p>16 % des experts français et 17 % des experts allemands pensent également qu’il sera possible de mieux répartir la production d’électricité. Des gains sont aussi attendus en ce qui concerne les procédures opérationnelles telles que la facturation pour 11 % des experts français et 16 % des experts allemands.</p>
<h2>Le positionnement paradoxal du consommateur</h2>
<p>La numérisation devrait également profiter aux consommateurs. Ainsi, 18 % des experts français et 19 % des experts allemands anticipent une meilleure flexibilité dans l’industrie parmi les régions bénéficiant de la numérisation.</p>
<p>En ce qui concerne les ménages cependant, moins de 10 % des experts français et 11 % des experts allemands pensent qu’ils bénéficieront d’une meilleure flexibilité. Ces résultats mettent en évidence un des paradoxes de la transformation numérique dans le secteur électrique. D’un côté le fait que les attentes des consommateurs finaux changent est souvent mentionné comme l’un des facteurs qui pousse à numériser le secteur.</p>
<p>En effet, certains demandent plus d’informations afin de pouvoir mieux contrôler leur consommation d’électricité et donc réduire leurs factures et leur impact environnemental. De plus, nombreux sont ceux qui produisent leur électricité et ils sont de plus en plus à s’orienter vers l’autoconsommation d’énergie, une tendance qui engendre de nouveaux besoins en termes de services énergétiques.</p>
<p>D’un autre côté, des doutes planent quant à la possibilité pour tous les consommateurs de tirer pleinement profit de l’introduction des technologies du numérique.</p>
<h2>Des bénéfices intersectoriels encore isolés</h2>
<p>Enfin, on aurait pu s’attendre à ce que les experts pointent des bénéfices en lien avec la connexion de la chaîne de production de l’électricité avec d’autres secteurs. Pourtant il n’en est rien et seuls 9 % des experts français et 12 % des allemands anticipent des bénéfices.</p>
<p>L’avènement de nouvelles technologies comme les véhicules électriques, le <em>power to gas</em> (par exemple, la conversion de l’électricité en <a href="https://theconversation.com/de-lhydrogene-pour-decarboner-les-transports-54072">hydrogène</a>), ou la méthanisation, connecte le secteur de l’électricité avec d’autres secteurs comme le gaz, le transport, et la gestion des déchets.</p>
<p>Cela appelle à une gestion numérique intersectorielle plus intégrée. Le fait que ces technologies soient pour beaucoup immatures et encore peu répandues pourrait expliquer que peu d’experts anticipent des bénéfices à ce niveau.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/65390/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>Le dernier baromètre de l’énergie se penche sur la numérisation du secteur électrique en France et en Allemagne.Anne-Lorène Vernay, Chargée de cours en stratégie, Grenoble École de Management (GEM)Joachim Schleich, Professor of Energy Economics, Grenoble École de Management (GEM)Laurent Javaudin, Chargé de cours en management, Grenoble École de Management (GEM)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/654412016-09-19T04:43:14Z2016-09-19T04:43:14ZPar quoi passe l’efficacité énergétique ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/138100/original/image-20160916-16991-5jh1sg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=9%2C187%2C3290%2C2040&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><span class="source">Oliver Thompson/Flickr</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>D’ici à 2050, la demande énergétique mondiale devrait doubler. Les réseaux et la production actuelle ne pourront pas supporter cette charge sans un profond changement dans notre façon de consommer, qui passe notamment par une <a href="http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/05_-_Maitriser_la_demande_en_energie_et_promouvoir_l_efficacite_energetique.pdf">efficacité énergétique accrue</a>.</p>
<p>Pour bien comprendre les enjeux de l’efficacité énergétique, il convient de rappeler tout d’abord ce qu’est le « rendement énergétique ». Ce dernier désigne, dans un processus donné, le rapport entre la valeur énergétique produite et la valeur énergétique consommée. Un rendement de 100 % – sans aucune perte énergétique – serait un système idéal</p>
<p>La production d’électricité pour une centrale nucléaire se situe, par exemple, aux alentours de 33 % (<a href="http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/epr">jusqu’à 37 % sur les EPR</a>). C’est-à-dire que 33 % de l’énergie libérée est transformée en énergie électrique à destination du réseau.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/138104/original/image-20160916-17036-1fimap2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/138104/original/image-20160916-17036-1fimap2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=365&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/138104/original/image-20160916-17036-1fimap2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=365&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/138104/original/image-20160916-17036-1fimap2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=365&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/138104/original/image-20160916-17036-1fimap2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=458&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/138104/original/image-20160916-17036-1fimap2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=458&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/138104/original/image-20160916-17036-1fimap2.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=458&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Évolution de la consommation d’électricité en France de 1973 à 2014.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Engie.com</span></span>
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<p>L’efficacité énergétique représente, elle, le rendement énergétique complet d’un système. Elle découle du rendement en fonction de ce à quoi l’énergie va servir. L’efficacité énergétique d’une maison concernera ainsi le chauffage, en prenant en compte le rendement énergétique des appareils, mais aussi l’isolation, la ventilation, etc.</p>
<p>Améliorer l’efficience énergétique passe par la connaissance des données de consommation, <a href="http://www.pearson.fr/livre/?GCOI=27440100218470">« la conduite du changement »</a>, le choix des matériaux de construction et la mise en place de systèmes intelligents.</p>
<h2>Données et amélioration de la consommation</h2>
<p>Les matériaux ne sont pas la seule source de fuite énergétique dans un bâtiment. La disposition des appareils et l’usage que le personnel fait des radiateurs, des climatisations ou encore des ascenseurs peuvent être à l’origine de surconsommations importantes.</p>
<p>Dans une salle hébergeant des serveurs, on doit par exemple recourir à la climatisation pour maintenir la bonne température ; or la chaleur dégagée par ces serveurs pourrait être redirigée afin de chauffer le bâtiment. <a href="http://www.stimergy.net/">Stimergy</a> propose ainsi des plans de chauffage d’eau sanitaire grâce à la chaleur dégagée par leurs serveurs et estime réduire la consommation par deux en ce domaine.</p>
<p>De nouveaux services sont également proposés par <a href="http://www.bouyguesenergiesservices.com/">Bouygues énergies</a> ou <a href="http://www.metronlab.com/fr/">Metron</a> pour permettre, à partir d’une analyse détaillée des données du bâtiment, d’établir une proposition chiffrée et argumentée de programmes d’économie d’énergie selon les recommandations de l’<a href="http://www.ademe.fr/">Ademe</a>. Ces programmes peuvent être d’ordre social, matériel et/ou logistique.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/g6nuigMGGPQ?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Stimergy a mis au point une chaudière numérique pour recycler la chaleur issue des serveurs (YouTube, 2013).</span></figcaption>
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<h2>La conduite du changement</h2>
<p>Depuis plus d’une décennie, nous avons pris l’habitude de trier nos déchets. Cela ne s’est pas fait du jour au lendemain, et nous avons appris, via les médias, les annonces municipales, etc. à en faire une pratique quotidienne. Ce processus global s’appelle « la conduite du changement » selon une terminologie empruntée au domaine du management.</p>
<p>Afin de sensibiliser le public à l’efficacité énergétique et aux économies d’énergie, il est nécessaire d’expliquer, de montrer, de donner des exemples. Cela concerne, par exemple, une meilleure utilisation des ampoules à économie d’énergie ou de la veille des ordinateurs ; on peut aussi s’initier aux logiciels de pilotage énergétique (on pense au <a href="http://www.bnextenergy.com/wp-content/uploads/InfoProduits/PlaquetteProduitsBnext.pdf">Dashboard de bnextenergy</a>). Ces derniers, couplés à un ensemble de capteurs disposés dans le bâtiment, donnent toutes les informations énergétiques et environnementales à l’utilisateur pour une meilleure gestion des dépenses.</p>
<p>On le voit, l’aspect humain représente un facteur essentiel pour la réussite de la transition énergétique. Et notre façon de consommer à un impact majeur sur le réseau. Mais il n’est pas nécessaire de modifier ou de pénaliser son confort pour réduire l’impact énergétique. De simples gestes – comme garder une chaleur constante chez soi ou éteindre le chauffage lorsqu’on aère une pièce – permettent de réduire sa consommation. La pose d’un thermostat pourra offrir une assistance technologique pour systématiser cette surveillance.</p>
<h2>Performance énergétique et matériaux</h2>
<p>Les bâtiments représentent 44 % de l’énergie consommée, devant les transports (32 %) et l’industrie (21 %). Pour connaître l’efficacité énergétique d’une construction, le <a href="http://www.developpement-durable.gouv.fr/-Diagnostic-de-Performance,855-.html">diagnostic de performance énergétique</a> oblige d’évaluer la consommation énergétique du bâtiment.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/138103/original/image-20160916-16991-1g6nujl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/138103/original/image-20160916-16991-1g6nujl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/138103/original/image-20160916-16991-1g6nujl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=547&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/138103/original/image-20160916-16991-1g6nujl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=547&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/138103/original/image-20160916-16991-1g6nujl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=547&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/138103/original/image-20160916-16991-1g6nujl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=687&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/138103/original/image-20160916-16991-1g6nujl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=687&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/138103/original/image-20160916-16991-1g6nujl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=687&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">L’étiquette du diagnostic de performance énergétique.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Developpement-durable.gouv.fr</span></span>
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<p>Les <a href="http://www.developpement-durable.gouv.fr/-Certificats-d-economies-d-energie,188-.html">certificats d’économie d’énergie</a> ont ainsi pour mission d’améliorer l’efficacité énergétique des secteurs du bâtiment résidentiel et tertiaire, des transports, de l’industrie et des réseaux.</p>
<p>Les matériaux utilisés influent évidemment sur l’efficacité énergétique, en permettant, par exemple, de limiter les fuites énergétiques. La rénovation du logement/bâtiment doit donc se faire en tenant compte des matériaux les plus performants, que ce soit dans l’isolation thermique, la restitution de chaleur, etc.</p>
<p>Pour aider les utilisateurs à établir un diagnostic énergétique de leur habitation, le gouvernement a mis en place un site qui, en collaboration avec l’Ademe, fournit des échantillons de fiche de rénovation estimant les coûts et les retours sur investissements (voir l’exemple de <a href="http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/DGALN_Fiche_11_immeuble_1960_chauffe_gaz-2.pdf">cet immeuble de 1960 chauffé au gaz</a>).</p>
<p>Quant aux nouvelles constructions, elles se doivent d’être le moins énergivores possible et le mieux adaptées aux nouvelles technologies (énergies renouvelables, thermostat, isolation, véhicules électriques, etc.).</p>
<h2>Des appareils intelligents</h2>
<p>Une fois le bâtiment et ses appareils optimisés et le personnel sensibilisé, l’efficacité énergétique peut être encore améliorée à l’aide d’appareils intelligents. Ces derniers, grâce à leurs algorithmes dédiés et à des réseaux de communication à plus ou moins grande portée, adaptent leur consommation par rapport à leur environnement et le comportement des usagers.</p>
<p>C’est ainsi le cas des thermostats : un <a href="http://www.ween.fr/">système « intelligent » comme Ween</a> enregistrera par exemple votre position et vos préférences de température. Il pourra dès lors prévoir quand et comment activer le réseau domestique pour répondre aux critères de confort de l’utilisateur.</p>
<p>Il faut enfin mentionner les développements du <a href="http://smart--grid.net/"><em>smart grid</em></a>, ce réseau dont l’efficacité énergétique est assurée par une « surcouche » informatique d’intelligence artificielle et d’aide à la décision.</p>
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<figcaption><span class="caption">Les réseaux électriques intelligents, c’est quoi ?</span></figcaption>
</figure><img src="https://counter.theconversation.com/content/65441/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Guillaume Guérard ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>La demande énergétique croissante requiert de profonds aménagements dans nos modes de consommation. C’est tout l’objet de l’efficacité énergétique.Guillaume Guérard, Enseignant-chercheur, département « Nouvelles énergies », ESILV, Pôle Léonard de VinciLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.