Une plateforme de communication cyber-sécurisée pour les réseaux électriques intelligents
Les réseaux intelligents sont généralement définis par la multitude d'applications, d'acteurs et de dispositifs de communication qu'ils rassemblent, ainsi que par leur utilisation limitée des interventions humaines. D'un autre côté, un logiciel isolé est utilisé pour des tâches telles que les mesures, la surveillance et la détection des pannes, ce qui entraîne inévitablement un fardeau inutile quand il s'agit de configurer et de gérer le réseau électrique. La technologie C-DAX résout ce problème en se basant sur le concept d'ICN (information-centric networking). Ce concept permet aux applications de réseau intelligent, telles que le rechargement des véhicules électriques, les compteurs intelligents ou la surveillance du réseau, d'échanger des informations de manière sécurisée, évolutive, souple et fiable. Pour ce faire, C-DAX a développé un middleware basé sur le cloud qui utilise un moteur thématique fondé sur la publication-abonnement: alors que les réseaux actuels utilisent des silos individuels pour gérer différents types de demandes en électricité, l'approche de C-DAX virtualise ces silos dans des sujets qui peuvent être reconfigurés et adaptés en fonction de la demande et des contraintes actuelles. Pour éviter les problèmes de sécurité, le système découple les hôtes terminaux en communication. Cela simplifie la configuration du système et assure une protection intrinsèque aux hôtes cibles dissimulés. «Nous prenons en charge différents modes de communication (à base de courtage, à base de requête, communication point à point) et nous utilisons le concept d'adaptateur pour encapsuler les protocoles de réseaux intelligents existants. Notre solution se démarque ainsi des autres systèmes de communication à base d'ICN actuellement utilisés sur Internet, notamment en ce qui concerne les fonctions de sécurité intégrées», explique le Dr Matthias Strobbe, coordonnateur de C-DAX et chef de projet chez iMinds. «En outre, la plateforme C-DAX peut prendre en charge des applications ayant des exigences variées, qui vont des transactions électriques au détail entre de grandes quantités d'acteurs différentes aux applications de surveillance en temps réel du réseau.» En plus de fonctionnalités de sécurité de pointe qui n'accordent qu'une confiance minimale stricte aux nœuds de communication intermédiaires, l'architecture C-DAX permet aux opérateurs de système de distribution d'énergie de personnaliser leurs paramètres de sécurité en fonction des exigences de l'application déployée. «Des aspects propres à chaque application peuvent être sélectionnés, comme la fonction de cryptographie utilisée ou les mécanismes de distribution de clé. Par exemple, les applications sensibles à la latence comme l'estimation en temps réel de l'état des réseaux de distribution (RTSE, pour Real-Time State Estimation) peuvent utiliser la cryptographie symétrique rapide, alors que les compteurs intelligents peuvent utiliser une cryptographie asymétrique plus forte pour les applications devant protéger la vie privée», explique le Dr Strobbe. Une estimation en temps réel de l'état Une application C-DAX qui se distingue particulièrement est la RTSE des réseaux de distribution utilisant des synchrophaseurs (ou PMU, pour Phasor Measurements Units). Concrètement, cette application fournit à tout moment aux opérateurs une vue parfaite de l'état de leurs réseaux. Elle prend en charge tous les types d'applications, depuis le contrôle de la tension jusqu'à la gestion de la congestion, en passant par la répartition optimale des ressources d'énergie distribuées et la localisation des pannes. «Nous avons effectué un essai majeur sur le terrain, avec le réseau de distribution d'Alliander (le gestionnaire du système de distribution néerlandais), près d'Arnhem aux Pays-Bas, afin de démontrer que la combinaison de la plateforme C-DAX et de l'application RTSE peut aider les opérateurs à mieux gérer leurs réseaux», explique le Dr Strobbe. Dix synchrophaseurs (PMU) ont été déployés avec un système de mesure de la qualité de l'énergie électrique, et le LTE local de Vodafone a été utilisé comme infrastructure de télécommunication sous-jacente, une première pour l'exploitation des données de PMU par la RTSE. «Les résultats montrent qu'une vue en temps réel d'un réseau de distribution peut être réalisée via un réseau LTE public sans fil, que la latence ajoutée par C-DAX est négligeable, et que le mécanisme de résilience de C-DAX est à la fois rapide et fiable pour faire face aux pannes de nœud et de liaison», explique le Dr Strobbe. L'utilisation de la technologie PMU a également montré des taux de rafraîchissement plus élevés et des latences de mesure inférieures, par rapport aux dispositifs de surveillance standard. Alors que le projet s'est achevé en février 2016, les partenaires du projet sont restés actifs. Alliander et National Instruments élaborent des plans pour évaluer le potentiel de C-DAX pour différentes utilisations et envisagent de développer sa base de code. EPFL, le développeur principal de l'application RTSE, étudie également la possibilité de créer une société dérivée pour commercialiser l'infrastructure de surveillance du projet, basée sur les synchrophaseurs. «Nous croyons fermement que la combinaison de synchrophaseurs et de RTSE peut constituer l'épine dorsale des futurs réseaux intelligents», conclut le Dr Strobbe.
Mots‑clés
C-DAX, cyber-sécurité, plateforme de communication, applications, cloud, ICN, réseau intelligent, middleware, RTSE, LTE
