La robustesse des infrastructures urbaines en situation de crise dépend principalement d'une alimentation électrique stable. C'est un défi particulier lors de la planification de futurs réseaux intelligents qui doivent de toute façon faire face à des conditions volatiles. Les réseaux intelligents ne se caractérisent pas seulement par l'interaction de nombreux composants, ils sont de plus en plus contrôlés automatiquement et, Donc, encore plus vulnérables aux cyberattaques ou aux catastrophes naturelles. Les chercheurs du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) travaillent sur l'amélioration spécifique et durable de la résilience du réseau.

« Le contrôle accru de notre alimentation électrique par les technologies de l'information et de la communication entraîne une plus grande vulnérabilité, " explique Sadeeb Simon Ottenburger, scientifique de l'Institut des technologies nucléaires et énergétiques du KIT (IKET). L'échange de données via des systèmes d'information et de communication parallèles est une exigence pour la décentralisation, basé sur la demande, et une alimentation électrique économiquement efficace par les futurs réseaux intelligents. En manipulant ces données, les pirates informatiques peuvent déjà modifier les chiffres de la demande et d'autres valeurs aujourd'hui et, Donc, provoquer une surcharge présumée du réseau ou éteindre des composants censés fournir de l'énergie. "En théorie, tout peut être piraté, " dit l'expert. Un attentat en Ukraine en décembre 2015 montre ce que cela signifie. Il a provoqué un black-out total.

Compte tenu des cyberattaques potentielles, mais aussi d'autres situations de crise, comme les tremblements de terre ou les fortes précipitations, Ottenburger travaille sur une stratégie préventive qui prend déjà en compte les risques dans la phase de planification et qui devrait être mise en œuvre dans le système de gestion de l'énergie. Cette stratégie est censée fonctionner en temps réel et pas seulement en cas de black-out, mais aussi dans des conditions de pénurie d'électricité, ce qu'on appelle des baisses de tension. Le travail du mathématicien s'articule autour de deux leviers. Premièrement, la topologie du maillage peut être choisie de telle sorte qu'il en résulte des degrés de liberté. Il doit être basé sur des micro-réseaux, c'est-à-dire de nombreuses petites îles qui peuvent fournir de l'énergie indépendamment les unes des autres. Par conséquent, il est possible de distribuer des infrastructures critiques à différents microgrids. Un tel sous-réseau, par exemple, a assuré l'alimentation électrique d'un hôpital universitaire après le tremblement de terre de Fukushima.

D'autres degrés de liberté résultent de la configuration des composants de distribution d'énergie au sein d'un microgrid, c'est-à-dire des producteurs, systèmes de stockage, et les systèmes d'information et de communication. La topologie d'un réseau intelligent basé sur des micro-réseaux et la configuration de ces réseaux individuels doivent alors être utilisées comme variable dans un modèle de simulation. Le modèle sera appliqué pour simuler des scénarios de panne d'électricité pour les villes dans des conditions cadres changeantes et en tenant compte de la situation dans d'autres infrastructures critiques. « Nous ouvrons un nouveau champ de recherche énergétique au KIT et souhaitons renforcer la résilience des espaces urbains avec notre modèle, " dit Ottenburger.

Le modèle de simulation sera développé en coopération avec le Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) sur la base des données locales de Karlsruhe. Au CEDIM, une institution de recherche interdisciplinaire du KIT, 16 instituts coopèrent dans le domaine de la gestion des catastrophes. Ils développent des outils et des technologies qui aident à analyser, identifier plus tôt, et mieux faire face aux aléas naturels et anthropiques.