COMPRENDRE - LINKY et BIG DATA (par PMO) et CPL et RADIO FREQUENCES : LES PROBLEMES (par Romain Lefort)

Je viens de finir de lire le livret de PMO (Pièces et Main d’œuvre de Grenoble) « Dans les filets de Linky : Big data et surveillance électronique » acheté pour le CCC24 au PMO lors de leur conférence à Tulle mardi soir 18 octobre.

Il contient 7 documents du PMO :

1°  « Linky, l’Enfer Vert et le techno-totalitarisme », 11 juillet 2013, 3 pages : qui définit ce qu’est le Linky « mouchard à domicile » comme instrument de surveillance afin de (selon les mots de la ministre) « rendre obligatoire et gratuite la transmission des données collectées par les compteurs électriques communicants (capteurs). »

2° « Linky : La filière grenobloise : Quand le laboratoire grenoblois nous prend dans ses filets électroniques » du 6 octobre 2015, 10 pages : qui explique la conception des « réseaux intelligents » (smart grids) dont fait partie le Linky pour le projet « smart planet » conçu par IBM (repris en France par l’ADEME en 2009 puis développé par CapGemini et approuvé par l’Etat en 2011); à savoir que la ville et la planète « intelligentes » sont d’abord une ville et une planète « électriques ». Sans courant, pas de connexion. L’article explique la collusion Etat-Recherche-Industrie à cette fin.

3° « Linky : lettre à ERDF : A l’attention du responsable du service client Linky ; Objet : refus de compteur Linky » du 28 mars 2016, 3 pages : sans intérêt si ce n’est qu’on apprend que les membres du PMO n’ont ni téléphone portable, ni ne sont inscrit dans aucun réseau social ni ne détienne de carte de fidélité ; geste cohérent intéressant.

4° « Nous sommes le gibier, Linky le filet : correspondance avec ERDF » du 14 avril 2016, 9 pages : la fameuse lettre pleine d’humour à Mélanie Douay du service client

5° « Linky ou l’arnaque » du 15 avril 2016, 3 pages, avis du grand rassemblement anti-linky de Grenoble du 30 avril 2016 (sans intérêt) avec la belle affiche figurant Tom Cruise de Mission Impossible

6° « Les secrets de Linky : Ce qu’on apprend en infiltrant une réunion de la Métro » du 5 juin 2016, 8 pages : qui traite des sujets abordés par ErDF en réunion le 2 juin 2016 avec la communauté d’agglomération de Grenoble-Métropole pour convaincre les élus des bienfaits du Linky ; un panel d’experts pro-linky ont déclaré :

- concernant la santé : que les électrosensibles sont victimes de phobie ; que le plus grand risque associé à un accident nucléaire grave est la panique qu’il peut entrainer ; qu’il fallait vanter les avantages du Bisphénol A, du diesel et du nucléaire et clamer l’innocuité de la téléphonie mobile tout en lançant l’alerte contre les dangers des légumes bio…

- concernant la collecte des données (2 000 milliards de données par an) : que la Loi sur la transition énergétique prévoit que les propriétaires d’immeubles et les collectivités aient accès aux données collectées par les compteurs et non pas, comme le prétend Enedis, de conserver pour nous seuls les données sur notre vie privée; que cela se situe dans le projet de la « ville de demain qui sera durable, connectée, collaborative ».

- concernant l’utilité ‘réelle’ du Linky : « les gains économiques ne sont pas très élevés… le grand risque, avec Linky, c’est qu’on n’arrive pas à faire beaucoup mieux que les compteurs ' heures creuses : heures pleines ' avant pas mal de d’années. » Linky n’a aucun intérêt pour le consommateur. Concernant l’effacement proclamé par Enedis, « au total, les utilisateurs consomment autour de 95% de l’énergie effacée dans les 24 heures après la fin de la procédure. » 

En fait Linky est utile pour faciliter l’ouverture des marchés… en suivant la variation des cours sur le marché de gros (European Power Exchange). Cette bourse gère aussi des marchés infra-journaliers et des ‘contrats quart d’heure. »

Avec ces suivis de consommation en quasi-temps réel, Linky permet d’ajuster en permanence l’achat et la vente d’électricité sur le marché de gros. Voilà sa véritable utilité ! On comprend que l’absurdité consistant à consommer beaucoup plus d’électricité (objets connectés, data centers) pour en économiser un peu ne sert qu’à fournir les outils nécessaires à un marché concurrentiel et de stimuler la croissance économique sous un label « vert » frelaté.

7° « Appel à la transhumance et manifestation contre le puçage électronique des moutons et des hommes » du 1er février 2013, 3 pages : nous apprenons que le bétail doit être « pucé » et que les RFID (Radio Frequency Identification) sont partout : Dans nos papiers d‘identité, nos cartes de transports, les livres des bibliothèques, les arbres des villes, les pass sans contact, des vêtements et produits de consommation, sous la peau des animaux domestiques et d’élevage et de milliers d’humains pucés, volontairement ou par obligation, ou encore dans les téléphones portables (à des fins de surveillance, pour les publicités ciblées des boutiques ou près desquels vous passez).

On fait aux animaux (et aux objets) ce que l’on fera aux hommes.

Ce livret est disponible pour prêt à toute personne intéressée à le lire.

De plus, je parcouru la Thèse de Doctorat de Romain Lefort soutenue le 3 février 2015 devant le jury de l’Université de Poitiers intitulée « Contribution des technologies CPL et sans fil à la supervision des réseaux de distribution d’électricité » de 203 pages disponible sur internet : http://thèses.univ-poitiers.fr et sur http://nuxeo.edel.univ-poitiers.fr/nuxeo/site/esupversions/4aec8e87-5d72-4d88-bf27-7e5b2ed41b67

En voici certains extraits :

«  L’Introduction :

«  L’arrivée des énergies renouvelables (EnR), définies comme de nouvelles sources de production dite non centralisées, et installées un peu partout sur le réseau électrique, a eu pour conséquence de transformer le réseau électrique unidirectionnel en un réseau avec une circulation de l’énergie électrique de façon bidirectionnelle… Les véhicules électriques (VE) et hybrides rechargeables (VHR) font l’objet d’un développement accrue qui avoisinera les 2 millions d’ici 2020 en France... Le modèle de fonctionnement des réseaux électriques reposant sur un équilibre de la production en fonction de la consommation, doit évoluer pour devenir plus intelligent.» (p.1)

«  Cette modernisation se définit sous le contexte de Smart Grid… qui passe par le déploiement d’un système de comptage avancé permettant un pilotage à distance de ces nouveaux compteurs communicants. Ceci est possible grâce à une architecture de communication reposant sur la technologie filaire CPL (Courants porteurs en ligne) et les technologies radio issus des réseaux mobiles (2G, 3G et 4G) couplé à un système de supervision.

« Un deuxième travail de recherche s’articule autour de moyens de communication à l’acheminement de l’ensemble des données entre le système de supervision, les réseaux de distribution, et l’ensemble des acteurs.

« … la technologie CPL qui comporte certains avantages…. Toutefois, la conception des réseaux électriques n’étant pas imaginée pour fonctionner en haute fréquence, les réseaux présentent des conditions de transmission difficiles et non maitrisables. (p. 2)

« La quatrième partie fait l’objet d’un état de l’art sur la technologie CPL (et des problèmes) tels les pertes de transmission dues aux équipements réseaux comme les transformateurs de puissance, mais également, de par le phénomène de multicartes, et à la présence de perturbations. Cette dernière faisant l’objet d’une étude particulière. »  (p.3)

Le «  Résumé (P. 203) :

Concernant le CPL, « le support de transmission est difficile et non maîtrisable… possible résolu par « des fréquences allant jusqu’à 1 MHz »  (plutôt que le 50/60 HZ initial).

La «  Conclusion générale et perspective :

«  Les fréquences actuellement utilisées se situent entre 10 kHz et 150 kHz définies par le standard CENELEC. Dans un avenir proche, le CPL pourra fonctionner plus haut en fréquence jusqu’à 500 kHz grâce au standard IEE 1901.2 pour les réseaux BTet HTA.

«  Les résultats du modèle « boite noire » sont très bons et meilleurs que le modèle à constantes localisées à partir de quelques kilohertz. (p. 197)

« Les études paramétriques sur l’influence de la longueur et le positionnement d’une dérivation, contrairement à la littérature, ont montré que celles-ci ont tendance principalement à modifier la profondeur des évanouissements en fréquence.

A partir de l’ensemble des résultats, il peut alors être supposé que pour des réseaux de petites tailles, de quelques centaines de mètres, le phénomène de multicartes aura un impact minime dans la gamme des CPL « Outdoor ». Dans le cas des réseaux de plus grande taille, cette sélectivité sera plus basse en fréquence et donc plus contraignante pour la transmission des CPL. (p. 198)

« Pour un réseau BT souterrain… le transformateur de distribution est un élément très important. L’affaiblissement des signaux CPL dans le cas d’une transmission de la HTA vers la BT superposée aux perturbations mesurées en tête d’installation client BT montre des conditions de propagation très dégradées évoluant au cours du temps… En effet une transmission est impossible avec le CPL G1, alors que le CPL G3 permet une transmission de la HTA vers la BT et avec une meilleure performance pendant la nuit.

«  Un des points à souligner dans ce contexte de transmission (par radio fréquences) est la communication montante de l’équipement GSM/GPRS vers le BTS. En effet, la faible puissance de transmission de ces équipements radio, ne permet de communiquer qu’avec une BTS se trouvant au maximum à 1,7 kilomètre du poste. Cela est très contraignant (par endroit). Il est alors nécessaire de déporter soit l’antenne à l’extérieur du poste, soit l’équipement dans un boitier plastique en dehors du poste de distribution. » (p. 199)

La Table des matières complètes contient la liste des sujets traités comme suit :

Table des matières

Acronymes et abréviations ...................................................................... v

Introduction générale................................................................................ 1

Chapitre 1 : Les réseaux de distribution communicants ....................... 5

Introduction .................................................................................................7

1 Contexte général....................................................................................... 8 

1.1 Principe de fonctionnement d’un réseau de distribution ....................... 8

1. 1.1.1  Le poste source........................................................................ 9
2. 1.1.2  Le réseau moyenne tension HTA ............................................ 10
3. 1.1.3  Le poste de distribution ........................................................... 10
4. 1.1.4  Le réseau basse tension BT ...................................................... 10

1.2 Vers une modernisation des réseaux de distribution .............................. 11

1. 1.2.1  Les nouveaux enjeux ............................................................... 11
2. 1.2.2  Le réseau de distribution communicant, Smart Grid.................. 12
3. 1.2.3  Des projets Smart Grids en France.............................................. 12

Le projet VERDI ............................................................................................ 15

1. 2.1  Objectifs du projet ......................................................................... 15
2. 2.2  Définition d’applications et de services .......................................... 16
   1. 2.2.1  Services destinés à une supervision des réseaux de
       distribution ............................... 17
   2. 2.2.2  Services destinés aux acteurs des VE et VHR.................... 18

Objectifs de la thèse ........................................................................................ 19

1. 3.1  Proposition d’une infrastructure de communication ...................... 19
2. 3.2  Positionnement de la thèse .............................................................. 21
3. 3.3  Contributions apportées................................................................... 22

Etat de l’art sur les technologies CPL ........................................................ 23

1. 4.1  Principe d’une chaine de transmission ...................................... 23
2. 4.2  Les standards CPL..................................................................... 24
   1. 4.2.1  Les CPL Broadband ..................................................... 25
   2. 4.2.2  Les CPL Narrowband.................................................... 27

          4. 3 Les contraintes des réseaux électriques à la transmission CPL ..29 

         

        4.3.1 Phénomènes d’atténuation.......................................................... 29

         4.3.2 Phénomènes de perturbation .........................................................31

         4.3.3. Des perturbations mesurées sur des réseaux BT ........................34

4.4 Les approches de modélisation des réseaux électriques .........................37

       

        4.4.1 L'approche "Top-Down" .................................................................37

        4.4.2 L'approche "Bottom-Up" ..............................................................39

Conclusion ........................................................................................................42

Bibliographie du chapitre 1 ................................................................................43

Chapitre 2 : Modélisation hautes fréquences des transformateurs de 

distribution .....49

Introduction ....................................................................................................... 51

1 Présentation des phénomènes physiques internes ........................................... 52

1. 1.1  Le transformateur de distribution ................................................... 52
2. 1.2  Les phénomènes physiques en basses fréquences .......................... 53
3. 1.3  Les phénomènes physiques en hautes fréquences ......................... 57

2 Les Modèles HF dans la littérature............................................................... 61

1. 2.1  Les modèles « boite noire »......................................................... 61
2. 2.2  Les modèles à constantes localisées ........................................... 63
3. 2.3  Synthèse et sélection d’une approche de modélisation ............... 68

3 Les transformateurs employés sur les réseaux de distribution ................... 70

4 Mise en place d’un modèle à constantes localisées..................................... 72

1. 4.1  Présentation du modèle .............................................................. 72
2. 4.2  Identification de l’impédance magnétisante .............................. 72
3. 4.3  Identification de l’impédance de fuite....................................... 74
4. 4.4  Identification des capacités parasites......................................... 76
5. 4.5  Validation du modèle .................................................................. 82

5 Mise en place d’un modèle « boite noire »............................................... 85

1. 5.1  Présentation du modèle ............................................................... 85
2. 5.2  Identification de la matrice d’admittance .................................... 88
3. 5.3  Validation de la méthodologie d’élaboration du modèle.............. 92
4. 5.4  Validation du modèle « boite noire » .......................................... 94

6 Synthèse des modèles à constantes localisées et « boite noire » ............... 97

7 Etude de transmission HF à travers un transformateur................................ 99

1. 7.1  Mise en place des mesures de validation..................................... 99
2. 7.2  Configurations des modèles pour les simulations de transmission .. 100
3. 7.3  Transmission de la HT A vers la BT ............................................ 101
          7.3.1  Comparaison des deux modèles entre eux et à la mesure.... 101
          7.3.2  Etude paramétrique sur l’influence des impédances d’entrées
    et de sorties............ 105
          7.3.3  Comparaison des trois transformateurs de distribution ........105

           7.4 Transmission de la BT vers la HT A ............................................... 107

1.        7.4.1  Comparaison des deux modèles entre eux et à la mesure.... 107
2.        7.4.2  Etude paramétrique sur l’influence des impédances d’entrées 
   et de sorties............ 110
3.        7.4.3  Comparaison des trois transformateurs de distribution ........ 110

Conclusion..................................................................................................... 112

Bibliographie du chapitre 2 ............................................................................ 113 

Chapitre 3 : Modélisation hautes fréquences des câbles de distributions .. 117 

Introduction ...................................................................................................... 118

1Représentation et fonctionnement d’un câble ................................................ 119

1. 1.1  La théorie des lignes de transmissions ........................................... 119
2. 1.2  Les modèles des câbles de distribution en basses fréquences ........ 124

2 Les câbles employés sur les réseaux de distribution ..................................... 126

3 Mise en place d’un modèle cascadé .............................................................. 130

1. 3.1  Présentation du modèle .................................................................. 130
2. 3.2  Identification des paramètres primaires........................................... 132
   1. 3.2.1  Les méthodes d’identification ........................................... 132
   2. 3.2.2  Mise en place de la méthode expérimentale....................... 133
   3. 3.2.3  Application sur un câble souterrain BT.............................. 135
   4. 3.2.4  Interpolation des paramètres primaires .............................. 139

3.3 Validation du modèle .................................................................................. 141 

4 Etude de transmission HF à travers un câble de distribution ......................... 143

1. 4.1  Comparaison du modèle cascadé à la mesure ................................. 143
2. 4.2  Analyse du modèle pour une représentation d’un câble de 100 m .. 145

                  4.2.1 – Analyse des résultats de la phase A..................................... 146                                    

4.2.2 Analyse des résultats pour les phases B et C............................................ 150

3. 4.3  Etude paramétrique sur la longueur du câble .................................. 152
4. 4.4  Etude paramétrique sur l’influence des impédances d’entrées/sorties ... 153
5. 4.5  Etude paramétrique sur l’influence d’une dérivation ....................... 155
   1. 4.5.1  Influence des impédances d’entrées/sorties......................... 155
   2. 4.5.2  Influence de la longueur de la dérivation ............................ 156
   3. 4.5.3  Influence de la position de la dérivation...............................157

Conclusion.......................................................................................................... 158

Bibliographie du chapitre 3 ................................................................................ 159 

Chapitre 4 : Etude de transmissions à la supervision des réseaux de 

distribution...................... 161 

Introduction ......................................................................................................162

1 Communication CPL sur les réseaux de distribution ..................................... 163

1. 1.1  Performances de transmission des CPL G1 et CPL G3.................. 163
2. 1.2  Définition des cas d’études de transmission CPL ...........................165
3. 1.3  Transmission CPL du réseau BT vers le réseau HT A ................... 166
4. 1.4  Transmission CPL du réseau HT A vers le réseau BT ................... 168

1.4.1 Superposition d’un bruit de fond BT « fixe » aux résultats de transmission.. 171

1.4.2 Superposition d’un bruit de fond BT « dynamique » aux résultats de 

transmission 172 

1.5 Synthèse........................................................................................................ 173 

2 Optimisation du déploiement des équipements radio GSM/GPRS ................. 175

1. 2.1  Réseau mobile et technologies GSM/GPRS...................................... 175
2. 2.2  Les phénomènes de propagation d’un canal radio............................. 177
3. 2.3  Sélection des modèles de propagation radio-mobile ........................ 179
   1. 2.3.1  Le modèle en espace libre .................................................. 180
   2. 2.3.2  Le modèle d’Okumura-Hata et son extension COST 231 .. 180

2.4 Expérimentations sur sites............................................................................ 182

1. 2.4.1  Présentation du premier site .......................................................... 182
2. 2.4.2  Présentation du deuxième site ....................................................... 183
3. 2.4.3  Matériels de mesures ..................................................................... 185
4. 2.4.4  Protocole de mesures...................................................................... 186

5. 2.5  Résultats expérimentaux et analyse................................................... 186
6. 2.6  Analyse de l’impact du lieu d’installation des équipements GSM/GPRS..187
7. 2.7  Comparaison des résultats mesurés/simulés – communication 
   descendante................... 189
8. 2.8  Cas des communications montantes .................................................. 191
9. 2.9  Synthèse............................................................................................. 192

Conclusion........................................................................................................... 194 

Bibliographie du chapitre 4 ................................................................................. 195

Conclusion générale et perspectives ................................................................. 197