French for smart electricity minalogic project by David Excoffier on June 7th, 2011 - INEOV is a symposium on user-centered innovations about software & green IT.

1. Le projet SmartElectricity
David Excoffier
Team Leader - Sogeti High Tech
(david.excoffier@sogeti.com)
INEOV – 7 juin 2011

2. Le pôle de compétitivité mondial minalogic
• Sur un espace géographique donné, un pôle
rassemble :
 Des industriels (PME/PMI, grands groupes)
 Des centres de recherche
 Des centres de formation
engagés dans une démarche de partenariat (au
moins 2 industriels et un centre de recherche)
destinée à dégager des synergies autour de
projets innovants, intégrant des technologies
complémentaires.
minalogic labellisé en juillet 2005,
189 membres aujourd’hui.
• Le pôle accélère les projets collaboratifs en
animant et structurant un écosystème; Par son
réseau, il favorise l’innovation locale, et labellise
des projets afin d’obtenir des financements.
• Objectif des projets collaboratifs de
minalogic: 71 pôles en France.
(5 pôles à vocation mondiale)
Contribuer à la création, la mise au point et la
production de produits et services en micro et
nano technologies et en logiciel embarqué.
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3. Où sont ces micro et nano technologies ?
INEOV – 07 juin 2011 3

4. Le projet SmartElectricity: 2006-2010
Pourquoi ?
 Accroître l’efficacité énergétique dans le
domaine de l’électricité par une connaissance
fine de sa distribution et de son utilisation
 Développer les briques technologiques qui
contribueront à la création de nouveaux services
(usager, fournisseur d’énergie, exploitant) .
 Partenaires:  Mettre en place des barrières concurrentielle
 Grands Groupes : France Telecom, Mecagis, Schneider technologique (solution « intelligente »,
Electric, Sogeti High Tech intégration poussée)
 PME : Scalagent, GEG, SEPC, Open
 Laboratoires : CEA , INPG – G2ELab, UJF-LIG
Comment ? Quand ? Combien ?
Un effort de recherche réparti en 5 sous projets :  Effort Global : 127 h.an sur 4 ans:
 SIM - Système d’interface mécatronique De novembre 2006 à Novembre 2010
MILOTI : Modules d’Intégration de Logiciels de  Budget Total : 20,4 M€
Télécommande Innovants  Labellisé par Minalogic le : 12/12/2005
 MICOTI : Micro capteurs Magnétiques de Mesure de
Répartition de l'effort
Courant et Traitements Intégrés
 IT-CW : Instrumentation des tableaux, contrôle en wireless 37%
Groupes Industriels
Gateway : Passerelle de services efficacité PME
énergétique 55% Laboratoires
8%
INEOV – 07 juin 2011

5. Contexte du projet SmartElectricity
• En France:
 L’industrie consomme moins d’1/3 de l’électricité finale.
 Le résidentiel et le tertiaire 67% via le chauffage, l’électroménager,
l’éclairage, l’informatique.
• En Europe:
 En 2009: Pour l’Union Européenne 80% des foyers doivent être équipés de
compteurs communicants d’ici à 2020, la totalité d’ici 2022.
 Aujourd’hui, la Commission européenne veut, d’ici à 2020:
- Diminuer les émissions de gaz à effet de serre de 20%
- Et améliorer l’efficacité énergétique d’autant.
 Elle estime que les compteurs intelligents contribueront à réduire les
dépenses d’énergie de 10%.
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6. La libéralisation du marché de l’énergie
• Déroulement du projet de novembre 2006 à novembre 2010 dans un
contexte réglementaire « tonique » :
 1er Juillet 2004 – Libéralisation du marché de l’énergie pour le commerce & l’industrie.
 La déréglementation du marché de l’énergie impose une séparation des métiers de
Producteurs d’énergie, Transporteur (RTE), Distributeur (ERDF), Fournisseurs.
 1er Juillet 2007 - Libéralisation du marché de l’énergie pour les particuliers:
– Volonté de l’Europe et de la CRE (Commission de Régulation de l’Energie) de stimuler la
concurrence entre fournisseurs d’énergie: Cadre favorable à de nouvelles offres
différenciées permettant aux clients « de choisir librement ». Amener une amélioration des
informations aux consommateurs: Facturation sur données réelles, restitution d’informations
de consommation….
– Volonté de maîtrise de l’énergie, traduite dans la Directive de 2006 sur l’efficacité
énergétique et au cœur des préoccupations du Conseil Européen et du Grenelle de
l’Environnement.
– Une traduction concrète en France qui s’est précisée le 2 septembre 2010 avec un décret
sur le compteur communicant qui prévoit un déploiement à partir de 2012 (100% d’ici 2020).
• La « Smart Box »
– s’affirme de + en + comme une solution de demain, spécialisée dans le support de
services d’efficacité énergétique pour le fournisseur d’énergie,
– en complément du compteur communicant dont les fonctionnalités seront quasiment
exclusivement dédiées au distributeur (télé-relève, intervention à distance)
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7. Le sous-projet SmartElectricity Gateway
Pourquoi ?
• Offrir une plateforme et une infrastructure
permettant de développer une offre de nouveaux
e-services dans le cadre de la distribution
électrique.
• Encourager le développement de services à
valeur ajoutée.
Partenaires industriels et universitaires:
Schneider Electric, GEG, France Telecom, Scalagent,
Sogeti High Tech, Open, UJF-LIG.
Comment ?
Développer une infrastructure d'intégration de services qui : Quand, Combien ?
 48 h.an sur 4 ans de novembre 2006 à 2010
 apporte une couche d’abstraction à la diversité des
équipements électriques.  5,7 M€.
Spec Spec
 offre la capacité à développer des bibliothèques
logicielles applicatives et à gérer leur cycle de vie. Developpement
 permette la connexion et l’interopérabilité avec le Integration
monde Internet.
Démo vA Démo vB
 garantisse la sécurité d’accès, la confidentialité et
l’intégrité des données. T0 12 24 36 48
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8. Le sous-projet SmartElectricity Gateway
2006 - Gérer efficacement la consommation
électrique
Infrastructures de services d’efficacité énergétique
Etudier les besoins des services d’efficacité énergétique
Résidentiel & Prototyper une infrastructure Internet globale pour la
Tertiaire fourniture de ces services
Prototyper une plate-forme locale d’exécution des services,
administrable à distance.
Solutions techniques innovantes
 Plate-forme et capteurs installés dans le tableau électrique.
Site pilote  Logiciel SOA & OSGi™ embarqué
- Immeuble  Administration locale et distante via web services.
(résidentiel) à
Grenoble.  Infrastructure Machine-to-Machine, unifiant les données
- Maison transmises de façon bidirectionnelle.
individuelle, et  Serveur de traitement des données électriques distant.
appartements dans
Grenoble.  Portail web accessible par chaque client.
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9. Architecture globale du projet
1. Exigences & cas d’utilisations
Développeurs &
concepteurs de
services
Portail web pour Serveurs Backoffice
utilisateurs finaux 3. Workshop
& GEG
Opérateurs & superviseurs
7. Expérimentation Des passerelles
2. Architecture
6. Administration
Lien M2M
5. Middleware
Passerelles
SmartElectricity
4. Plateforme de services
Testeur 1
Testeur 3
Testeur 2
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10. Smart Electricity Gateway : Services dédiés à
l’efficacité énergétique
Services pour les clients
• Tableau de bord
• Vue de l’historique de la consommation
• Décomposition de la consommation par types d’équipements.
• Alarmes de surconsommation
• Tarification flexible selon une grille horaire
• Commande à distance du système de climatisation.
Web & serveur Chauffe-eau électrique
d’application
Système de climatisation chaud/froid
Internet
Compteur électrique
Infrastructure
d’administration
Compteur gaz
distante
Services du fournisseur d’énergie
• Délestage d’équipements
• lecture distante des index d’énergie Plateforme de services
• Surveillance des équipements à distance
Infrastructure de communication (M2M)
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11. Administration des passerelles
• 2008: Administration locale de la passerelle (via PDA).
• 2009: Administration distante du parc de passerelles SmartElectricity.
• Fonctionnalités:
 Géo-localisation du parc de passerelles SmartElectricity.
 Visualisation des caractéristiques d’une passerelle et de leur état:
- Coordonnées de l’utilisateur.
- Informations techniques sur la passerelle (n de série, version de l’os…).
- Services déployés sur la passerelle…
 Diagnostic à distance de l’état de la passerelle et de ses capteurs :
- interrogation des index du compteur électrique associé.
- Information de déploiement/désactivation d’un service sur une passerelle.
 Visualisation de l’état des passerelles, et des défaillances:
- Connectivité interrompue, arrêt inopiné d’une passerelle…
 Pilotage à distance d’un équipement relié à une passerelle.
(chauffage)
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12. Administration des passerelles
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13. Environnement de tests: Vue générale
WWW WWW
Système
Clients GEG - testeurs d’information Responsable GEG
Lien M2M
Contrôleur
SmartElectricity
Logement testeur 1
Logement testeur 3
Logement testeur 2
Expérimentation menée pendant deux ans
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14. Vue détaillée d’un site pilote
Bus Euridis
Lien Ethernet
Liaison dédiée
Réseau électrique
Système Liaison radio
d’information
SmartElectricity Mesure consommation
 Typage consommation
Ballon
Eau Chaude Sanitaire
 Courbe de charge
 Alertes sur consommation
Pilotage équipements
 Heures pleines/heures
creuses flexibles
Lien  Délestage Capteur de mesure
M2M Watteco
Module de sortie
230V
Disjoncteur de
branchement
Prise
Radio-pilotable
Contrôleur
SmartElectricity
Coupleur CPL
Bus Euridis
Lien Ethernet
Liaison dédiée
Réseau électrique
Liaison radio
Ballon
Eau Chaude Sanitaire
Capteur de mesure
Module de sortie
230V
Watteco
Coupleur CPL
Disjoncteur de
branchement
Prise
Compteur
Radio-pilotable
Contrôleur
SmartElectricity
Coupleur CPL
Coupleur CPL
Compteur
Bleu
Electronique
ADSL box
Bleu
Capteur Euridis
Logement testeur
ADSL box Electronique
Bus Euridis
Lien Ethernet
Capteur Euridis
Liaison dédiée
Réseau électrique
Liaison radio
Ballon
Eau Chaude Sanitaire
Capteur de mesure
Watteco
Module de sortie
230V
Disjoncteur de
Lecture index CBE
Logement d’un testeur
branchement
Prise
Radio-pilotable
Contrôleur
SmartElectricity
 Télé-relève
Coupleur CPL
Coupleur CPL
Compteur
Bleu
Electronique
ADSL box
Capteur Euridis
Logement testeur
 Courbe de charge
INEOV – 07 juin 2011  Alertes sur consommation

15. Mais aussi… au final
• Intégration de la gestion d’autres types de fluides pour étendre les
possibilités de la passerelle, et les usages associés :
- Electricité.
- Eau (capteur France Telecom).
- Gaz (capteur Open).
- Des services enrichis basés sur les besoins et les usages, et
déployés sur les passerelles à la demande :
- Relevés à distance des compteurs.
- Détection des différents équipements électriques.
- Pilotage fin de la consommation des équipements à distance (gestion fine
d’une dalle chauffante)
- Détection de fuites
- Détection d’appareils défectueux.
- Informations plus précises à destination des clients.
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16. Possibilités d’exploitation
Expérimentations: possiblités d’exploitation
Dans le cadre résidentiel et des bâtiments tertiaires:
1. Offres de services de gestion de l’énergie exclusivement tournées
vers l'intérêt du client: services pour l'aider à maîtriser sa facture
énergétique en mode passif (conseil, alertes...) ou intrusif
(délestage à distance).
2. Offres de services liés aux autres fluides (gaz, eau).
3. Offres de services domotique (gestion et optimisation du
chauffage, gestion de l’éclairage,…) .
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17. Consommation par usage
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18. Consommation par période d’utilisation
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19. Consommation HC/HP détaillée
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20. Historique de la consommation quotidienne
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21. Consommation d’eau
M.Nobody
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22. Pilotage du chauffage à distance
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23. Tableau de bord

24. En conclusion
• Réalisation d’une passerelle de services liés à l’efficacité énergétique et d’un
écosystème pour les concevoir :
- Création d’une passerelle permettant une gestion multi-fluides (électricité, gaz, eau),
extensible et modulaire.
- Administration distante et unifiée de l’ensemble des compteurs.
- Création de services d’efficacité énergétique basés sur des usages et des retours
utilisateurs réels:
- Informations de consommation basées sur des relevés temps réel.
- Pilotage à distance d’équipements (chauffage, délestage).
- Gestion du cycle de vie complet : création, tests, déploiement dynamique à la demande de
nouveaux services.
- Création d’un portail web dédié aux utilisateurs de ces services pour voir les statistiques
et les informations de consommation.
• Une collaboration réelle entre partenaires universitaires et industriels, dans le
cadre du pôle de compétitivité Minalogic a permis une accélération du transfert de
technologie vers l’industrie.
Le projet SmartElectricity (dans son ensemble) a obtenu le Label
Green de minalogic (Grenoble Efficacité Energétique).
Ce label a pour vocation de récompenser les projets du pôle visant à développer des
technologies qui permettent d'augmenter l'efficacité énergétique des puces miniaturisées
intelligentes, avec pour critère de diminuer d'au moins 30% la consommation d'énergie.
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25. Contact
David Excoffier
david.excoffier@sogeti.com
Sogeti High Tech
485 avenue de l’Europe
38330 Montbonnot Saint Martin
France
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26. Les sous-projets de SmartElectricity
Addendum
INEOV – 07 juin 2011

27. SIM: Système d’Interface Mécatronique
Pourquoi
Intégrer au cœur de l’appareillage
électromécanique :
- Carte d’identité produit
- Informations liées à de vie du produit
- Détection d’états mécaniques
- Transmission vers le système de contrôle
• Partenaires De manière :
Schneider-Electric
- Miniaturisé
CEA-LETI
- Économique
Comment ? Quand, Combien
 Détection d’états sans contacts  45 h.an sur 4 ans
 Communication sans fils  7,8 M€
 Stockage d’informations longue durée
X
 Fonctionnement sans alimentation X
X X
propre
 Intégration sur microsystème
T0 12 24 36 48
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28. MICOTI - MIcro capteurs magnétiques de mesure de
COurant et Traitement Intégré
Challenge :
Réaliser une rupture dans le domaine de la
mesure de courant pour l’appareillage
électrique grâce aux microtechnologies et au
traitement du signal intégré
• Partenaires : Schneider Electric, IMPHY Le projet comprend démonstration de
Alloys & Mecagis, CEA - LETI, LEG-
INPG faisabilité, prototypage et tests
Comment? Quand, Combien
 Développer en technologie intégrée sur  22 h.an sur 3 ans
silicium des capteurs de champ  3,9 M€
magnétique et des coupleurs inductifs
extrêmement miniaturisés, dotés d’un WP1 : Microsystème de mesure de courant par mesure de
traitement de signal embarqué sur la champ magnétique
puce
WP2 : Microsystème de couplage inductif intégré
T0 12 24 36
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29. MILOTI Modules d’Intégration de Logiciels de
MILOTI - - Modules d’Intégration de Logiciels de
Télécommande Innovants
Télécommande Innovants
Pourquoi
• Enrichir le tableau électrique industriel et tertiaire
de fonctions de communication innovantes
• Dans un environnement fortement contraint
(fiabilité, sécurité, coût, encombrement,
température)
• Adopter une approche modulaire adaptable à la
variabilité des gammes
Maillon Smart Electricity
indispensable pour des équipements
• Partenaires : Schneider Electric, Sogeti
HighTech*, Silicomp*, Open*
« Power & Control »
Comment ? Quand, Combien
Etudier un concept innovant de modules  5 h.an sur 3 ans
électroniques de communication ouverts et
associables à l’ensemble des équipements  1,5 M€
traditionnels de contrôle électrique
(disjoncteurs, centrales de mesure,...)
 Modélisation et Architecture externe du système X
 Adoption d’une architecture modulaire (HW&SW) X
X
 Ouverture multi protocoles de communication
(Ethernet, Modbus, Profibus, CanOpen …)
T0 4 12 24 36
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30. IT-CW Modules d’Intégration de Logiciels
MILOTI:-Instrumentation Tableau- Contrôle de
Wireless
Télécommande Innovants
Pourquoi ?
• Partenaires:
Schneider
Conjonction de 2 phénomènes :
Electric
• prolifération des câbles de communication
SEPC (ILEVO) dans les armoires électriques
CEA Leti • nouvelles possibilités des technologies wireless
Garantir fiabilité et sécurité
Réduire les Coûts
Comment ? Quand ? Combien ?
3 Applications Industrielles :  7 h.an sur 4 ans
 iMCC/PLC : Communication dans les armoires
 1,5 M€
électriques industrielles : technologie CPL
 Bouton Industriel sans fil et sans pile : UWB très Application CPL
: iMCC / PLC
basse consommation et très robuste
Application Bouton
 Bouton d’Arrêt de Sécurité sans fil : UWB avec Industriel
fonction de localisation Application Bouton
d ’Arrêt de Sécurité
INEOV – 07 juin 2011 T0 12 24 36 48 31

31. Gateway Distribution Electrique
Pourquoi ?
• Offrir une plateforme et une
infrastructure permettant de développer
une offre de nouveaux e-services dans le
cadre de la distribution électrique.
• Encourager le développement de services
à valeur ajoutée.
Partenaires industriels et universitaires:
Schneider Electric, GEG, France Telecom,
Scalagent, Sogeti High Tech, Open, UJF-LIG.
Comment ?
Développer une infrastructure d'intégration de Quand, Combien ?
services qui :  48 h.an sur 4 ans de novembre 2006 à 2010
 apporte une couche d’abstraction à la  5,7 M€
diversité des équipements électriques. Spec
Spec
 offre la capacité à développer des
bibliothèques logicielles applicatives et à Developpement
gérer leur cycle de vie.
 permette la connexion et l’interopérabilité Integration
avec le monde Internet.
Démo vA Démo vB
 garantisse la sécurité d’accès, la
confidentialité et l’intégrité des données.
T0 12 24 36 48
INEOV – 07 juin 2011