Flux énergétiques
Le cadre général de développement des minigrids

La demande globale en énergie a drastiquement augmenté au cours des dernières décennies, reflétant la dépendance croissante de l’humanité à un ou plusieurs types de ces vecteurs énergétiques. Les activités quotidiennes d’une majorité de l’humanité reposent de fait sur l’accès à un ou plusieurs types de vecteurs énergétiques. L’électricité représente actuellement, à l’échelle mondiale, environ 20 % de l’énergie finale, mais ce pourcentage devrait augmenter significativement dans les années à venir, avec des projections à 50 % . L’accès à l’électricité et sa consommation varient grandement d’une région du monde à une autre, en fonction, notamment, de l’existence d’un réseau national à proximité et de la vétusté des infrastructures responsables de la qualité de l’énergie distribuée. Les grands systèmes électriques sont planifiés en fonction de considérations économiques, sociales, mais aussi techniques et environnementales. Lorsque les bons indicateurs ne sont pas réunis, mais que des besoins en électricité sont présents, comme cela peut être le cas dans les zones peu densement peuplées, ou fortement isolées, des infrastructures intermédiaires localisées peuvent être une solution intéressante. On parle dans ce cas de minigrids.

Dans les pays en voie de développement, les minigrids (ou mini-réseaux) constituent l’une des trois solutions d’accès pour l’électricité pour des villages très reculés et donc très éloignés des réseaux électriques nationaux. Cette solution est à placer entre l’électrification rurale (réseaux locaux raccordés aux réseaux nationaux) et le « solar home system » (qui équipe une habitation avec un kit de panneaux solaires et une batterie gérée par un contrôleur), potentiellement regroupé autour d’une petite communauté, ou microgrid (micro-réseau). Certains auteurs situent leur puissance entre 10 kW et 10 MW, recoupant donc potentiellement le concept de microgrid sur les faibles puissances. Le minigrid n’est pas connecté électriquement à d’autres réseaux au moment de sa mise en place. Il est constitué d’un mini-réseau électrique de distribution, alimenté par des sources autonomes de production locales (hydroélectricité, panneaux solaires ou autres sources d’énergie renouvelable) et géré par un système de gestion d’énergie (Energy Management System – EMS). Il est dit hybride lorsqu’il est couplé à un générateur diesel. Il peut être associé à un système de stockage d’énergie (en général des batteries). La baisse considérable des prix des panneaux photovoltaïques depuis 2010 est à l’origine d’un essor spectaculaire des minigrids, qui ne constituaient, il y a 20 ans, qu’une niche.

Les minigrids connaissent actuellement un développement important et sont l’objet d’innovations intéressantes visant à optimiser leur dimensionnement et leur fonctionnement. Avant d’entrer dans la description détaillée des outils permettant cette optimisation, le présent article a pour but de décrire les questions essentielles posées par le développement des minigrids sous ses principaux aspects techniques, réglementaires, financiers, contractuels, et commerciaux.