15/06/2020
A.FANOUNI
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Problématique :

La gestion actuelle des smart grids implique l’intervention de plusieurs intermédiaires et la rédactions de plusieurs contrats par des entités centrales qui ne procèdent pas d’une organisation cohérente de leurs prérogatives. La multiplication des auto-producteurs posent d’énormes problèmes aux réseaux de distributions traditionnels conçus de façon univoque. Plus concrètement on peut citer les problèmes suivants :

1. Le manque d’implication de consommateurs dans le mise en place et l’optimisation des smart grids
2. Les intérêt divergents des différentes parties prenantes et la multiplicité des intervenants
3. L’introduction des NTIC dans ce genre d’environnement augmente les risques de piratage
4. L’impossibilité de redistribuer l’énergie produite entre les bâtiments à cause d’une obligation de revente à l’opérateur national.
5. Un manque de cadre juridique pour l’application de ce genre de système

Tous ces problèmes freinent le développement des smart grids qui sont un gage d’économie d’énergie et de baisse des factures énergétiques des consommateurs. Ainsi, surmonter ces obstacles avec une solution unique nous permet d’espérer l’ouverture d’un marché gigantesque.

Solution proposée :

Pourquoi la blockchain dans le domaine des énergies et smart grid ? La blockchain répond aux différentes problématiques citées ci-dessus, point par point respectivement :

1. La blockchain permet d’impliquer concrètement les consommateurs puisqu’ils font partie du réseaux et interviennent au travers de smart contract et peuvent aussi être producteurs d’énergie.
2. La possibilité d’automatiser la contractualisation, la réduction des intermédiaires et la gestion autonome de la distribution fait de la blockchain le système le mieux adapté.
3. L’utilisation de la blockchain permet la transparence nécessaire à la confiance et sécurise les données transmises avec le protocole de consensus choisit.
4. La redistribution autorisé par les smart contract permettra à très court terme de facilité l’introduction des smart grids dans les règlementations actuelles.
5. La blockchain apporte un argument supplémentaire à la réflexion réglementaire de ce genre de concept puisque toutes les transactions sont tracées et que le hacking y est très difficile. Bien entendu d’autres points sont aussi nécessaire et sont encore à l’étude mais cela va dans le sens de l’adoption de cadres légaux en faveur des smart grid et de la blockchain.

Les réseaux qui combinent énergie renouvelable et économie de partage se multiplient et entament une transformation du paysage énergétique, tout en permettant de se réapproprier la production et la consommation d’énergie. La blockchain permet d’accompagner cette transformation en facilitant tous les mécanismes de production et de revente d’énergie, en créant de mini réseaux énergétiques distribués et scalables. Ainsi, l’utilisation des capteurs transmettant les informations à la blockchain et les smart contracts, qui régissent l’utilisation de l’énergie et la rémunération des producteurs, entraine une vraie révolution dans ce secteur. On peut imaginer appliquer cela du plus petit smart grid à la plus grande smart city. La circulation des tokens, créés lors du lancement du projet, permettra aussi des échanges de biens et services aussi bien au niveau local qu’au niveau internationale.

Objectif :

Apporter un moyen automatisé de distribution et redistribution, des productions et surplus d’énergie renouvelable dans un réseau (de type smart grid) et entre différents acteurs. Les consommateurs et producteurs posséderont une certaine quantité de token pour faire vivre le système. Permettre d’accélérer l’adoption de sources renouvelables d’énergie est un des points à souligner et la blockchain entrainera son accélération, puisque ce système peut s’adapter et peut être un levier supplémentaire à la création nouveaux smart grid (ou smart city).

Technologie utilisée :

La blockchain Hyperledger Sawtooth Lake est la plus adaptée au regard du use case, de consomm’acteur des énergies renouvelables. Smart Grid Token (SGT) est le token représentant un certaine quantité, d’énergie produite, mesurée en kWh (énergie produite par les appareils de productions pendant 1h (1 SGT = 10kWh)), divisible jusqu’à 0,01 SGT donc 0,01 SGT = 0,1kWh.

-Hyperledger Sawtooth Lake: développer des smart contract régissant la distribution de l’énergie et déclenchant le paiement en utilisant des tokens (SGT).

-Consensus :Le protocole de consensus utilisé sera PoET. Ce système est très peu énergivore, distribue le droit de valider les transactions de manière équitable et évite de concentrer le pouvoir de décision autour des acteurs possédant la plus grande puissance de calcul ou à ceux possédant le plus de token. De plus, il permet un changement d’échelle intéressant car la validation est plus rapide, on peut donc augmenter la quantité de transaction par seconde. Proof of Elapsed Time (PoET), un algorithme de consensus de style Nakamoto conçu pour être un protocole de production capable de prendre en charge de grandes populations de réseau. PoET s'appuie sur l'exécution sécurisée des instructions pour obtenir les avantages de mise à l'échelle d'un algorithme de consensus de style Nakamoto sans les inconvénients de consommation d'énergie de l'algorithme Proof of Work.

-Nœud : Il existe des nœuds validateurs et d’autres qui ne sont pas validateurs et tout le monde peut participer à validation des transactions.

-Capteurs : Ledger Origin Devkit infalsifiables, possédant une clé privée (de laquelle on tire une clé publique) unique, intégrés à la blockchain. Par la combinaison de la clé public et du numéro de l’appareil produisant l’énergie, on authentifie la quantité d’énergie produite et disponible par chacun des systèmes de production et donc certifie l’origine renouvelable.

Gouvernance :

Tokenization : Si le projet entraîne une levée de fond, il est nécessaire de verrouiller la distribution de token au grand public après la période de hard cap et de soft cap. Pour éviter que le projet soit mis à mal voici quelques précautions à prendre: 1- Les fondateurs se partagent les token et une partie est libérée pour les usager de la plate forme. Ensuite la libération de la quantité possédée par les fondateurs est effectuée au bout d’une période prédéfinie entre eux les fondateurs. Les tokens sont partagés entre tous les utilisateurs du réseaux et une certaine quantité aux investisseurs. 2- Ils est impératif d’exiger un système multisig afin de maintenir un consensus entre les créateurs du système pour éviter une décision unilatérale et éviter l’enrichissement d’une partie prenante et l’effondrement du système. Mise en circulation de 400 000 000 de Tokens SGT. 20 % restera bloquée 40 % sera disponible pour les utilisateurs et 40 % sera disponible.

Modalités d’accès : -Permettre l’accès aux usagers et aux participants au réseau. -Création des identifiants, mot de passe et login de tous les users du logiciel. -Utiliser un gestionnaire de mot de passe afin d’éviter la hacking puisque la création des identifiants se fait au travers du logiciel. Il est donc primordial de réaliser cette étape soit sur un hard externe non connecté à internet.

Clé privée : -Création de la clé privée pour les usagers devrait se faire à travers un seed afin d’augmenter la sécurité et la pseudonymisation. -Réaliser cette démarche sur hard wallet. Donc en dehors de tout support informatique connecté à internet.

RGPD : -Le système permet de fait d’avoir un accès à toutes les informations par tous et elle ne permet aucune modification ou suppression des informations enregistrées dans les registres de la BC. -Il faut donc intégrer un message sur la plateforme informant l’usager de l’immuabilité et l’immutabilité des informations et que chacun est donc responsable des informations transmises sur le réseau. -Seule une bonne pseudonymisation permet une protection des personnes qui réalisent des transactions. -Informer des démarches de réalisations de la clé privé au travers d’un hard wallet.

RoadMap :

Phases	Livraison estimée	Description
Commercial	Décembre 2020 (Vacances)	Signer avec les organismes les opérateurs et les services publics
Création du réseaux blockchain / smart grid	Fevrier 2021	Introduire les appareils infalsifiables pour intégrer les infos sur la BC. IoT
Déploiement des appareils PoET	Mars 2021	Le consensus doit être réalisé sur des machines spécifiques
Déploiement de la BC Hyperledger Sawtooth	Mai 2021	MVP Créer le réseau distribué et déploiement de smart contract
Interfaces	Juillet 2021	Développement des interfaces producteurs/ consommateurs
Projet finaliser	Septembre 2021	Livraison du produit finalisé
Web/ Appli	Janvier 2021	Création Dapp et applications mobile pour consommateur et producteurs
Création de réseau BC+ smart grid	Décembre 2022	Créer un smart grid en amont en y ajoutant la BC incluant tous paramètres : matériels énergétiques et IoT

Cas d’usage :

Le producteur Adam produit de l’électricité, consomme ce dont il a besoin et le surplus est vendu à Sonia via un smart contract (Adam et Sonia peuvent aussi être des bâtiments, des entreprises, des commerçants ou des maisons individuelles). Les capteurs indiquent à la blockchain la quantité produite et celle disponible par l’intermédiaire des Ledger. Il faudra veiller à ce que tous les acteurs du réseaux, aient un accès équitable à la production. L’utilisation du réseau entrainant des économies sur la facture d’énergie, permettra de financer les installation de production, d’améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments et de profiter de biens et service payés par les jetons. Les commerçants et entreprises accédant au réseau devront proposer des biens et services en échange de jetons puisqu’ils sont aussi consomm’acteur et donc profitent du système et des économies sur leur facteur énergétique.

Fondateur : CEO et développeur : Abdelhali FANOUNI https://www.linkedin.com/in/abdelhali-fanouni/