Le secteur de la production d’énergie est à un tournant décisif. Pour répondre à la demande croissante mondiale en électricité, les entreprises de ce secteur doivent augmenter leur production de manière sûre et fiable tout en réduisant les coûts d’exploitation, de maintenance et d’administration et en respectant les exigences réglementaires. Parallèlement, le secteur est confronté à une pénurie de main-d’œuvre qualifiée et expérimentée en raison des changements démographiques. Pour rester compétitives, ces entreprises doivent adopter des technologies innovantes qui réduisent le coût total de possession et permettent une productivité de bout en bout en intégrant les technologies d’ingénierie, les technologies opérationnelles et les systèmes informatiques, tout en garantissant la conformité aux normes réglementaires et de cybersécurité.
Cet article examine les principales solutions basées sur les données qui façonnent le secteur de la production d’énergie, ainsi que les avantages commerciaux concrets qu’elles offrent. Poursuivez votre lecture pour découvrir comment les entreprises les plus performantes utilisent des technologies innovantes pour favoriser le changement et réussir.
Élaborer une stratégie numérique globale pour la production d’énergie
Les entreprises de production d’énergie devraient envisager une stratégie numérique adaptée qui permette et soutienne un fonctionnement efficace de la centrale, exploitée par une main-d’œuvre optimisée. La stratégie de technologie numérique doit :
- Prendre en compte les différentes phases du cycle de vie d’une station
- Relever les défis posés par l’ensemble des technologies numériques
- Exploiter la technologie numérique pour réduire les coûts d’exploitation et de maintenance, améliorer la fiabilité des équipements et réduire les temps d’arrêt
- Améliorer la connectivité des systèmes et des processus numériques afin de minimiser le nombre de transferts entre systèmes
- Concevoir et mettre en place un système numérique d’instrumentation et de contrôle qui assure le contrôle et la surveillance, tout en respectant les exigences réglementaires et de cybersécurité appropriées
- Fournir une connaissance adéquate de la situation, permettant à une équipe d’experts de détecter les tendances négatives, ainsi que de prévoir et d’éviter les pannes d’équipement avant qu’elles ne se produisent
- Mettre en œuvre la convergence des technologies de l’information, des technologies opérationnelles et des technologies d’ingénierie, l’informatique en nuage, le jumeau numérique et les systèmes numériques d’instrumentation et de contrôle pour permettre des opérations, une maintenance et une ingénierie basées sur les données
- Assurer que les plateformes technologiques numériques soient modulaires et extensibles pour soutenir les opérations à l’échelle de la flotte
Étude de cas : stratégie numérique pour les petits réacteurs modulaires canadiens
Un exemple de mise en œuvre réussie d’une stratégie numérique nucléaire se trouve dans le cas des petits réacteurs modulaires (PRM) au Canada. Alithya a développé des stratégies numériques complètes pour trois opérateurs de PRM au Canada : un PRM de 300 mégawatts à l’échelle du réseau, un PRM avancé de quatrième génération de 80 à 100 mégawatts, et un micro PRM de 10 mégawatts. Nous avons également réalisé des analyses coûts-avantages et proposé des plans d’exécution pour la mise en œuvre de la stratégie numérique. Ces efforts ont non seulement optimisé l’efficacité opérationnelle, mais ont également permis à ces opérateurs de répondre aux futures demandes énergétiques avec une fiabilité et une durabilité accrue.
Optimiser les opérations grâce à l’IA et à l’automatisation
Les entreprises de production d’énergie utilisent l’IA et l’automatisation pour réduire les coûts des opérations commerciales, tout en fournissant un aperçu sans précédent de l’état des équipements, afin d’améliorer la fiabilité. Ces technologies avancées améliorent l’efficacité dans plusieurs domaines :
- Gestion de la performance des actifs : L’analyse des données de surveillance des équipements pilotée par l’IA est utilisée pour détecter les tendances négatives et prédire les défaillances des composants vieillissants, ce qui permet aux équipes de maintenance d’éviter les défaillances avant qu’elles ne se produisent, de réduire les temps d’arrêt et d’allonger la durée de vie des actifs. La gestion de la performance des actifs basée sur les données permet aux services publics de passer d’une maintenance corrective à une maintenance efficace et proactive basée sur l’état des équipements, optimisant ainsi l’utilisation des ressources et éliminant les temps d’arrêt coûteux.
- Automatisation des processus : L’automatisation des processus robotiques (ARP) simplifie les tâches manuelles répétitives de traitement des données, améliorant la précision et permettant aux employés de se concentrer sur des tâches à plus forte valeur ajoutée. Les systèmes de traitement de documents alimentés par l’IA d’Alithya éliminent la saisie de données humaine pour les flux de travaux basés sur des formulaires, convertissant les documents en données et les intégrant directement dans les systèmes transactionnels.
- Prévision de la demande pilotée par l’IA : Les modèles d’apprentissage automatique analysent l’historique de stocks, de commandes et de données d’utilisation afin d’optimiser les paramètres de stockage, de réduire le coût des stocks et d’éviter les achats inutiles de pièces et de fournitures.
En intégrant l’IA et l’automatisation, les entreprises peuvent réduire les coûts, améliorer la fiabilité et optimiser la prestation de services. Selon Gartner, d’ici 2027, 40 % des entreprises d’énergie et de services publics déploieront des opérateurs pilotés par l’IA dans les salles de contrôle (en anglais seulement), ce qui diminuera les risques d’erreur humaine et les vulnérabilités en matière de sécurité des systèmes cyberphysiques. De plus, 94 % des directeurs des systèmes d’information (DSI) des entreprises d’énergie et de services publics prévoient d’augmenter leurs investissements dans l’IA en 2025.
Étude de cas : prévision de la demande pour la production d’énergie
Un autre exemple de l’utilisation de l’IA pour l’efficacité opérationnelle est celui de la prévision de la demande pour la production d’énergie. Alithya a collaboré avec un grand producteur d’énergie pour appliquer des algorithmes d’apprentissage automatique à des années de données historiques sur l’utilisation des pièces. Cette approche a permis d’identifier des millions de dollars de stocks inutiles, pouvant être vendus pour réduire les coûts de stockage. Les résultats obtenus ont été utilisés pour ajuster les paramètres de stockage et optimiser les achats futurs.
Renforcer la cybersécurité des infrastructures critiques
La menace des cyberattaques augmente rapidement en fréquence et en sophistication, et le secteur de la production d’énergie est une cible de choix. Les attaques multi-étapes, comme celle de Colonial Pipeline, qui volent des identifiants, détournent des données sensibles et déploient des rançongiciels, peuvent avoir des conséquences dévastatrices. Les cyberattaques sur les systèmes de contrôle industriels (SCI) peuvent entraîner la fermeture des centrales électriques et compromettre la fiabilité du réseau électrique. Pour contrer la menace croissante des cyberattaques, les entreprises de production d’énergie mettent en place des stratégies de cybersécurité globales incluant les mesures suivantes :
- Évaluation des besoins en cybersécurité : évaluer les vulnérabilités, identifier les menaces et fournir des lignes directrices pour protéger les organisations contre les cyberattaques.
- Protection de l’écosystème : mettre en œuvre des mesures pour sécuriser les réseaux, les appareils et les données dans l’ensemble de l’organisation.
- Contrôles actifs : contrôler les actifs numériques (matériel, logiciels et données) pour garantir leur performance et leur sécurité et maximiser leur efficacité d’utilisation.
- Conformité réglementaire dans le secteur de l’énergie : s’aligner sur les normes du secteur, telles qu’ISA/IEC 62443, NERC CIP, ISO/IEC 27001 et NIST Cybersecurity Framework, afin de garantir le respect des meilleures pratiques.
Étude de cas : gouvernance, risque et conformité pour une entreprise canadienne de production d’énergie nucléaire
Un exemple remarquable d’une stratégie de cybersécurité robuste est celui d’une grande entreprise canadienne de production d’énergie nucléaire. Alithya a élaboré un programme de cybersécurité nucléaire pour ce propriétaire et opérateur afin d’assurer la conformité avec la norme CSA N290.7. Ce projet comprenait l’évaluation de milliers d’actifs de cybersécurité, la conception d’architectures défensives de cybersécurité (DCSA), la facilitation des mesures correctives et le soutien aux initiatives stratégiques de cybersécurité en cours.
Exploiter l’informatique en nuage pour l’extensibilité et la résilience
Les entreprises de production d’énergie adoptent de plus en plus l’informatique en nuage pour divers systèmes numériques au-delà de ceux qui sont directement impliqués dans la production de la centrale. Ce passage à l’informatique en nuage présente plusieurs avantages en matière de transformation :
- Réduction du temps de démarrage des nouveaux services : Les solutions de logiciel-service (SaaS) peuvent être déployées rapidement, sans nécessiter de développement d’infrastructure.
- Extensibilité et flexibilité : Les plateformes en nuage ajustent les ressources informatiques en fonction des fluctuations de la demande.
- Reprise après sinistre et continuité des activités : Les systèmes basés sur l’informatique en nuage assurent la redondance des données et minimisent les temps d’arrêt.
- Renforcement de la cybersécurité : Les fonctions de sécurité intégrées permettent de renforcer les défenses contre les cybermenaces.
- Amélioration continue : Les solutions SaaS s’appuient sur une large communauté d’utilisateurs et une stratégie DevOps perpétuelle pour permettre une amélioration continue de l’activité et éliminer les mises à jour logicielles coûteuses.
- Optimisation des coûts : Réduction des dépenses liées à l’infrastructure informatique grâce à l’adoption de l’informatique en nuage.
Étude de cas : migration vers l’informatique en nuage pour un producteur d’énergie
Un exemple de migration réussie vers le nuage est celui d’un grand producteur d’énergie nucléaire. Cette entreprise s’est associée à Alithya pour migrer son logiciel de sécurité industrielle vers le nuage. Alithya a utilisé des techniques logicielles modernes et des services infonuagiques pour moderniser entièrement cette solution héritée critique. En tirant parti de son expertise dans la migration des charges de travail Windows Server et SQL Server vers Azure, Alithya a fourni une disponibilité et une résilience supérieures, garantissant la maintenabilité de la solution pour l’avenir.
Numérisation et modernisation des systèmes de contrôle industriel
La numérisation et la modernisation des systèmes de contrôle industriel (SCI) sont essentielles pour améliorer l’efficacité opérationnelle, la fiabilité et la cybersécurité dans le secteur de la production d’énergie. Les contrôleurs logiques programmables, les systèmes de contrôle distribués et les systèmes de contrôle et d’acquisition de données (SCADA) modernes sont utilisés pour le contrôle des processus en temps réel et la surveillance des équipements critiques des centrales. Les facteurs de la numérisation et de la modernisation des SCI sont les suivants :
- Excellence opérationnelle : L’amélioration de la productivité et la réduction des coûts d’exploitation et d’administration ne peuvent être réalisées que par la numérisation et la modernisation des SCI.
- Défis croissants en matière de risques et de conformité : Pour répondre aux exigences croissantes en réglementation et de conformité, les centrales doivent mettre en place des SCI modernes qui permettent d’assurer la santé et la surveillance des systèmes, de produire des rapports de conformité et de sécuriser les opérations.
- Progression des technologies numériques : Les technologies émergentes, telles que l’industrie 4.0 et l’Internet industriel des objets (IIdO), accélèrent la modernisation des SCI.
- Fiabilité : Les SCI existants sont difficiles à exploiter et à entretenir et présentent des taux de défaillance élevés et des vulnérabilités en matière de cybersécurité. Leur modernisation permet de surmonter ces défis, améliorant ainsi la fiabilité et la sécurité.
Étude de cas : modernisation du SCI numérique dans les centrales nucléaires canadiennes
Les centrales nucléaires canadiennes illustrent parfaitement la modernisation des SCI. Alithya a conçu et mis en œuvre plus de 100 SCI numériques pour le secteur nucléaire canadien, couvrant des systèmes d’arrêt numériques critiques pour la sécurité, des systèmes de contrôle et de régulation des réacteurs nucléaires liés à la sécurité, ainsi que des systèmes de surveillance des centrales. Tous les SCI de classe nucléaire sont développées et mis en œuvre dans le cadre du système de gestion de la qualité nucléaire d’Alithya et sont entièrement qualifiés pour répondre aux exigences de qualification du matériel et des logiciels numériques (CSA N290.14-15) et aux exigences de cybersécurité (CSA N290.7).
Alithya - votre partenaire de confiance pour la production d’énergie
Alithya est un leader dans le domaine des technologies numériques pour la production d’énergie nucléaire au Canada, toujours à l’affût des dernières tendances en matière de technologie énergétique. Ce qui nous distingue est notre expertise et nos capacités technologiques, combinant ingénierie, technologie opérationnelle et technologies de l’information. Nous suivons les technologies numériques de la centrale à la salle de contrôle, jusqu’à la salle du conseil d’administration. En commençant par l’élaboration d’une stratégie numérique, nous concevons et développons des systèmes de contrôle de classe nucléaire et des simulateurs de formation des opérateurs. Nous offrons des services d’ingénierie en cybersécurité et des solutions de gestion de l’état et de la configuration des centrales. Nous effectuons des modifications de la conception technique et intégrons des technologies émergentes telles que l’intelligence artificielle, l’apprentissage automatique et l’informatique en nuage.
Notre expertise approfondie et notre vaste expérience dans la conception et la mise en œuvre de systèmes numériques de classe nucléaire, nos décennies d’expérience avec les systèmes nucléaires, et notre approche innovante basée sur la collaboration tout en respectant les exigences réglementaires et de cybersécurité, font de nous le partenaire idéal pour vos projets de transformation numérique.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la manière dont Alithya peut vous aider à mettre en œuvre l’une des stratégies mentionnées ou explorer d’autres occasions de transformation numérique, veuillez nous contacter dès aujourd’hui.