Tarification d'un monopole public : cas de la STEG

Section1 : Objet et Cadre de l'Etude

D

ans le cadre de la maîtrise de l'énergie, entre autre dictée par la conjoncture internationale du prix du pétrole, la STEG compte instituer une tarification à postes horaires à ses clients domestiques de la Basse Tension.

Ce type de tarification est proposé dans le but d'écrêter la pointe et ce, soit par le transfert de certaines utilisations de la pointe vers les heures creuses, soit par la réduction de la consommation en pointe.

De ce fait, une campagne de mesure de charge concernant un échantillon de clients BT à usage domestique a été lancée en octobre 2005.

Cette action a été entreprise dans le but de mieux comprendre le comportement de la population d'intérêt. L'exploitation des données de mesures, a permis d'opérer une « classification » des individus de la population étudiée en fonction de la forme de leur courbe de charge. On a essayé par la suite d'expliquer, l'appartenance de chaque individu à une classe donnée, par des variables observables tels que la consommation et le niveau de souscription de la puissance.

1.1. La population d'intérêt

La population, dont on espère connaître le mieux que possible, est identifiée à celle ayant une consommation annuelle supérieure à 3600 kWh et une puissance souscrite supérieure à

3 kVA. . Le choix du critère de constitution de la base de sondage, se justifie par la position de l'hypothèse suivante : un client résidentiel n'est susceptible d'avoir des usages transférables vers des heures hors pointe, que s'il dispose d'installations fortes consommatrices d'électricité, notamment celles susceptibles de fonctionner en nuit.

En d'autres termes, on cherchera à examiner la population située à l'extrémité supérieure de la distribution statistique (Cf. Annexe 3) de la clientèle BT domestique.

1.2. Collecte des données

1.2.1. Constitution de l'échantillon

La base de sondage est constituée par une liste exhaustive des clients BT domestique ayant une consommation annuelle égale ou supérieure à 3600 kWh et une puissance souscrite comprise entre 3 et 13kVA.

Etant donné que la taille de l'échantillon est tributaire du nombre des appareils de mesures disponibles, 120 clients localisés à la région du Grand Tunis ont été sujets du panel de l'étude.

1.2.2. Campagne de mesure

Les 120 clients ainsi échantillonnés ont fait l'objet de mesure des appels de charge pendant une période s'étalant sur un an (octobre 2005 jusqu'à octobre 2006).

1.2.3. Appareillage de mesure

Le mesurage des données de charge a été réalisé à l'aide d'appareils enregistreurs du type CIMEL^17(*). Ces appareils, au nombre de 120, sont installés en parallèle avec les compteurs des clients. Ils ont la capacité d'enregistrer les puissances par un pas d'intégration de douze minutes. Les données ainsi obtenues sont stockées dans des cassettes en mode hexadécimal.

1.2.4. Epuration des données de mesure

Vu la vétusté de l'appareillage de mesure, on a procédé au filtrage des données, dans un souci d'obtenir des courbes de charges non biaisées et interprétables.

Après épuration des donnés d'entrée, seulement 56 clients on été retenus pour l'analyse.

1.3. La classification des clients mesurés

La méthode expérimentale suivie dans cette étude suppose la recherche des courbes de charge individuelles des principales composantes de la population d'intérêt qui serviront ensuite à identifier la structure de consommation de la population d'intérêt, à la fixation d'une délimitation adéquate des postes horaires et à la simulation de la tarification proposée.

Nous procéderons, dans ce qui suit, à déterminer une partition des clients mesurés en classes plus ou moins homogènes, puis nous présenterons une interprétation de la typologie ressortie.

1.4. Description de la typologie retenue

La classification des individus mesurés selon leur comportement d'appel de puissance, met en évidence trois types de modulation (voir Graphique 1) reflétés dans une partition de classes plus ou moins homogènes. Par ailleurs, il est à signaler, que la description des classes se basera sur répartition de la consommation par postes horaires.

Classe 1 : cette classe, regroupe 30% de l'effectif (17 clients) et responsable de 28% de l'énergie consommée (26% et 74% respectivement en saison d'hiver et en saison d'été). Un client appartenant à cette classe, consomme en moyenne 10 056 kWh/an et utilise sa puissance souscrite pendant 1367 h/an, soit 3,5 h/jour.

Saison hiver :

La plage horaire durant laquelle les coefficients de modulation dépassent la valeur moyenne (100%), est assez large (11 heures) et couvre ainsi, sept heures du poste Jour, les 3 heures du poste Pointe et seulement une heure du poste Nuit.

Le maximum de charge est observé à 19 h : une pointe soir.

Un creux de nuit entre 3h et 6 h où, la charge est relativement constante et les coefficients de modulation atteignent leur minimum.

un faible creux du jour, observé entre 9h et 11h.

le taux de consommation relatif au poste Pointe, est de 16%.

GARAPHIQUE 1

Saison été :

Pendant la saison estivale, les coefficients de modulation dépassant la moyenne sont enregistrés entre 15h et 24 h : dans cette plage horaire une seule pointe est enregistrée à 16h (un éventuel foisonnement de l'usage du téléviseur et de la climatisation).

Un creux matinal, observé entre 8 h et 10 h et intégrant le minimum de charge.

Pendant les heures de nuit, les coefficients de modulation avoisinent les 90 %. Ce pourcentage, peut impliquer une utilisation excessive de la climatisation.

La consommation, due aux heures de pointe est de l'ordre de 35%(21% en poste de Pointe et 14% en poste Soir)

Classe 2 :

Cette classe, regroupe 54% de l'effectif (30 clients), consommant 45% de l'énergie ; 25% en saison d'hiver et 75% en saison d'été. Les abonnés de cette classe, consomment en moyenne 10155 kWh/an et utilisent leur puissance souscrite pendant 1 159 h/an, soit 3,18 h/jour.

Saison hiver :

Pendant les heures d'hors pointe, les appels de charge sont continuellement au dessous de la moyenne.

Le maximum de charge est enregistré à 21h : pointe du soir.

La consommation, due aux heures de pointe est de l'ordre de 16%.

Saison été :

Les heures de nuit sont assez chargées, comme l'indiquent les niveaux relativement élevés des coefficients de modulations.

Les heures d'après midi, sont marquées par un appel légèrement élevé, enregistrée à 15 h.

La pointe est enregistrée pendant les heures du soir, soit à 22h.

La consommation, due aux heures de pointe est de l'ordre de 36% (22% en poste de pointe et 14% en poste du soir).

Classe 3 :

La forme de cette classe nous rappelle, celle relative à la clientèle de la MT à tarif uniforme. En effet la courbe de charge réduite associée à cette classe, se distingue par ;

une pointe du jour enregistrée à 11 h et un creux pendant les heures d'inter séance de travail.

Ainsi, on peut affirmer, que ces clients ne peuvent être en aucun cas, des usagers domestiques, mais ils utilisent de l'énergie électrique pour des usages mixtes (domestiques et autre que domestiques). Par exemple, un atelier artisanal installé au sein du local, ou bien au sein d'une annexe.

Par ailleurs, cette classe se distingue parmi les autres, par une durée d'utilisation relativement longue (2 000 h/an) et par une consommation annuelle moyenne importante : 21 000 kWh /an.

Détermination des axes de discrimination

Vu que la détermination de la courbe de charge reconstituée, dépend étroitement de l'extrapolation des données d'échantillonnage, on a procédé à la recherche de clefs de partition des classes retenues.

A cet effet, on fait recours à l'Analyse Discriminante Linéaire Incrémentielle^18(*) dont l'intérêt est la recherche d'une combinaison linéaire des « variables explicatives » (la puissance souscrite, la consommation annuelle, la durée d'utilisation de la puissance souscrite, la répartition de la consommation par postes horaires) du modèle qui peut « prédire », le mieux que possible, l'appartenance des individus à leur classe respective.

Les résultats de cette analyse, montrent que les paramètres tarifaires, s'avèrent incapables de discriminer significativement entre les classes de la typologie retenue, mais a contrario, la répartition de la consommation par postes horaires a réussi, en expliquant la variable dépendante (la typologie), à « affecter » correctement 84% des individus à leur classe respective. En d'autres termes, seule, la forme de la courbe de charge compte pour l'affectation des individus.

1.5 Structure de la courbe de charge de la population d'intérêt

L'estimation de la courbe de charge de la population d'intérêt est obtenue par la synthèse additive des courbes de charge individuelles des trois classes de clients relatives à une journée moyenne d'hiver et une journée moyenne d'été.

En outre, on signale que l'estimation de la courbe de charge a été basée sur les appels journaliers moyens et non pas par référence à une journée particulière (généralement la journée de pointe nationale).

Le graphique 2, illustre la structure de charge de la population d'intérêt, avec et sans omission de la classe 3 à laquelle on a attribué auparavant une mixité d'usages. Cette distinction, est maintenue dans le but de mettre en exergue, l'impact de la classe 3, sur la forme ainsi que sur les niveaux horaires de la courbe de charge de la population d'intérêt.

GRAPHIQUE 2

Interprétation :

De l'examen de ces graphiques, il ressort que :

L'existence des abonnés ayant un usage mixte, a pour cause, la déformation de la courbe de charge de la population d'intérêt.

La courbe de charge de la population d'intérêt n'a pas de pointe matin, mais en revanche elle présente une pointe soir durant les deux saisons

En été, les niveaux des appels de charges, pendant les heures d'après midi, se rapprochent de ceux des heures de pointe du soir, ceci est probablement dû à la climatisation.

Les nivaux importants des appels de charge que présentent certaines catégories de clients domestiques, peuvent êtres responsables de l'étalement de la pointe nationale (jusqu à 16h).

D'après les courbes de charges moyennes retenues il serait opportun de fixer une tarification par poste horaire qui tient compte des heures pointes et des heures hors pointes, des heures où l'appel de puissance est le plus coûteux et des heures où il est moins coûteux.

* ¹⁷ CIMEL des appareils qui mesurent simultanément le rayonnement incident par un capteur situé sur le haut du boîtier et produisent une mesure

* ¹⁸ Le logiciel va construire un modèle de discrimination pas à pas. À chaque étape le logiciel va examiner toutes les variables et évaluer celle qui contribue le plus à discriminer entre les groupes. Cette variable sera alors introduite dans le modèle puis il passe à l'étape suivante.