UNIVERSITE NATIONALE DU VIETNAM, HANOI INSTITUT FRANCOPHONE INTERNATIONAL NOUCKSA BOUNTHONG VERS LA PRISE EN COMPTE DES ATTAQUES DE SECURITE DANS LES COMPTEURS INTELLIGENTS DU SMART GRID NGHIEN CUU CAC TAN CONG AN NINH BANG BO DO THONG MINH CUA LUOI THONG MINH Spécialité : Réseaux et Systemes Communicants Code: Programme pilote MEMOIRE DE FIN D’ETUDES DU MASTER INFORMATIQUE Sous la direction de : Dr Vanea CHIPRIANOV, Maitre de conférences. Lu et validé, bon pour la soutenance HANOI — 2015 ATTESTATION SUR L’HONNEUR Jatteste sur honneur que ce mémoire a été réalisé par moi-méme et que les données et les résultats qui y sont présentés sont exacts et n'ont jamais été publiés ailleurs. La source des informations citées dans ce mémoire a été bien précisée. LOL CAM DOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực vả chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Signature de I’ étudiant TS. pn) NOUCKSA Bounthong REMERCIEMENTS Je tiens 4 remercicr tout d’abord Monsicur Nguyon Hong Quang, Professeur d’informatique a l'Institut Francophone Intemational (II), Université Nationale du Vietnam, Hanoi, qui m’a recommandé pour cette offre de stage.
Je remercie Monsieur Vanea CIDIPRIANOV el Monsieur Laurent GALLON, Mailre dc ~~ conférenecs, = Département r AUX ch télécommunications, IUT des Pays de l'Adour, Mont-de-Marsan, France, pour leur encadrement sans faille, le suivi qu’ils ont apparté 4 mon stage, leurs conseils, les nombreuses discussions que nous avons pu avoir tout au long de la réalisation de ce stage, aussi pour Pinspiration, et pour le temps qu’ils ont bien voulu me consacrer. Je souhaile remercicr Monsicur Shidoush SIAMI Prolesscur agrégeé, Monsieur Patrick CHARRIN, Assistance technique, Département réseaux et télécommunications, |U'T des Pays de l'Adour, Mont -de-Marsan, France, qui mont donné des connaissances dans le domaine de réseau électrique. Je tiens 4 remercier Jamal EL ILACIIEM, Doctorant, LIUPPA, Université de Pau ct des Pays de Adour, Mont-de-Marsan, France, pour ses aides a plusieurs reprises. Enfin, j’adresse mes plus sincéres remerciements 4 ma famille, qui m’a toujours soutenue et encouragée au cours de la réalisation de ce mémoire.
TABLE DES FIGURES Figure | : L’évaluation de la production 4’ énergie de la France (Source [3]). Figure 2: La structure duréscan électrique (couche 1) 3 Figure 3 : La structure du réseau de communications du Smart Grid (couche 2). Figure 4 : Linky le compteur intelligent de la France Figure 5: 1 interface ulilisalour graphique de SCORF|29] Figure 6 : L’ interface utilisateur graphique de CORK source[53]. Figure 7 : L’architecture de SCORE[29] Figure 8 : Diagramme de classe de fonctionnalité développé Figurc 9: La Iiste dus Íichien log đanalyse.
- Figure 10 : Log de la production totale du réseau électrique. Figure 11 : Log de loffre et la demande électrique totale dans le réseau 6lectrique30 Figure 12 : Log de la demando électrique souhaitée de chaque maison .30 Ligure 13 ; Log de la consommation réelle de chaque maison.31 Figure 14 : Log de la production électrique de chaque maison. 31 Figure 15 : La carts de France - -33 Figure 16 : Le réseau électrique simulé pour le cas đattaque đe sêourit.34 Figure 17 : La demande d’électricité moyenne quotidienne au Royaume “Unis[58]36 Figure 18 : Le profil de consommation d’ énergie sirmulé 36 Figure 19 : Le profil de production d’énergie simul. Figure 20 : Le point de la connexion des attaquants dans le réseauSlectrique 39 Figure 21 : Te réseau électrique avant Ïattaque Figure 22 : Le réscau électrique pendant l’attaque.
Ligure 23 : Le résultat du cas d’attaque pour la premiére exécution. Figure 24 : Le résullal de la production pour la premiére exéeulion Figure 25 : Le résultat du cas d’attaque pour la deuxiéme exécution. Figure 26 : Le résultat de la production pour la deuxiéme exécution.1 Présentation de SCORL 3.2 Architecture de SCORE .3 Nơuveaux modèlas et foncHonnalités ajoutés.1 Modéle du compleur imelligen, el turbinea gaz -27 3.2 Algorithme d’équilibrage de charge du réseau électrique.4 Hvaluation du SCORE. c secs cs se s i es ie sceas te cs e sve iase 32 CHAPITRE 4.
HH HH HH HH ng ướp 233 4. Scénario du réseau électrique pour le cas d'attaque 33 4.2 __ Scénario du cas datfague et résultat obtenu. -38 CHAPITRE 5 46 CONCLUSION IET PHRSPHCTIVES. cà Hee 46 ANNEXE.
re ka ae „47 BIBILIOGRAPHIR - - - 48 vì TABLE DES FIGURES Figure | : L’évaluation de la production 4’ énergie de la France (Source [3]). Figure 2: La structure duréscan électrique (couche 1) 3 Figure 3 : La structure du réseau de communications du Smart Grid (couche 2). Figure 4 : Linky le compteur intelligent de la France Figure 5: 1 interface ulilisalour graphique de SCORF|29] Figure 6 : L’ interface utilisateur graphique de CORK source[53]. Figure 7 : L’architecture de SCORE[29] Figure 8 : Diagramme de classe de fonctionnalité développé Figurc 9: La Iiste dus Íichien log đanalyse.
- Figure 10 : Log de la production totale du réseau électrique. Figure 11 : Log de loffre et la demande électrique totale dans le réseau 6lectrique30 Figure 12 : Log de la demando électrique souhaitée de chaque maison .30 Ligure 13 ; Log de la consommation réelle de chaque maison.31 Figure 14 : Log de la production électrique de chaque maison. 31 Figure 15 : La carts de France - -33 Figure 16 : Le réseau électrique simulé pour le cas đattaque đe sêourit.34 Figure 17 : La demande d’électricité moyenne quotidienne au Royaume “Unis[58]36 Figure 18 : Le profil de consommation d’ énergie sirmulé 36 Figure 19 : Le profil de production d’énergie simul. Figure 20 : Le point de la connexion des attaquants dans le réseauSlectrique 39 Figure 21 : Te réseau électrique avant Ïattaque Figure 22 : Le réscau électrique pendant l’attaque.
Ligure 23 : Le résultat du cas d’attaque pour la premiére exécution. Figure 24 : Le résullal de la production pour la premiére exéeulion Figure 25 : Le résultat du cas d’attaque pour la deuxiéme exécution. Figure 26 : Le résultat de la production pour la deuxiéme exécution.1 Présentation de SCORL 3.2 Architecture de SCORE .3 Nơuveaux modèlas et foncHonnalités ajoutés.1 Modéle du compleur imelligen, el turbinea gaz -27 3.2 Algorithme d’équilibrage de charge du réseau électrique.4 Hvaluation du SCORE. c secs cs se s i es ie sceas te cs e sve iase 32 CHAPITRE 4.
HH HH HH HH ng ướp 233 4. Scénario du réseau électrique pour le cas d'attaque 33 4.2 __ Scénario du cas datfague et résultat obtenu. -38 CHAPITRE 5 46 CONCLUSION IET PHRSPHCTIVES. cà Hee 46 ANNEXE.
re ka ae „47 BIBILIOGRAPHIR - - - 48 vì CHAPITRE 1 INTRODUCTION De nos jours, ’électricité est un facteur nécessaire et important pour la vie quotidienne des gens, les entreprises, et le développement des pays. De plus, la demande de I’énergie électrique mondialement est de plus en plus augmentée, La production d’énergie totale en 2009 [1] a montré que la grande majorité de la production d’énergie électrique mondiale est basé sur le charbon, le gaz naturel et le pétrole couvrant 67%. L’énergie mucléaire couvre 13%, et les centrales hydroélectriques couvrent 16%, tandis que la production d’ énergie par les ressources renouvelables comme I’ énergie solaire, éolienne et géothermique couvrent seulement 3%. La France est un des pays Européens qui produisent T'énergie électrique principalement dans les centrales mucléaires [2] comme le montre la Figure 1, Selon [3] 73% de lélectricité produite en 2013 en France est nucléaire, 8% sur le charbon, le gaz naturel et le pétrole, et 18% sur l’énergie renouvelable et Ï'hydroéleetrique La tendance de Ilutilisation de plus de 'énergie renouvelable (énergie vert) et l'utilisation de maniére efficace est un facteur qui pousse le gouvernement a considérer la nouvelle génération de réseau électrique qui serait plus intelligent, contrélable et facilite l’intégration de la production local varié et distribué, par exemple l’énergie solaire et I’éolienne peuvent étre installé localement au tour de la maison du client qui est done devenu fournisseur d’électricité.
Cela a pour objectif de diminuer la production principale qui crée beaucoup de pollution annuelle, de remplacer la production basée sur les ressources non-renouvelables qui sont de plus en plus diminué, et d’éviter le grand pourcentage de perte d’énergie lors de la transmission et distribution a grand distance. Cela est la motivation principale du “Smart Grid” LISTE DES TABLEAUX Table 1: La table des critéres de choix de simulateur vill RESUME T.c Smart Grid cst considéré comme le réscau électrique de prochaine génération qui utilise les flux bidirectionnels de I'électricité et de l'information pour order un réseau de distribution d'énergie automatisé largement distribué. II a été proposé comme une solution pour la diversité croissante des sources délectricité. Aujourd'hui, les sources d'électricité comprennent non seulement les centrales au charbon et les centrales nucléaires, mais aussi l'énergie renouvelable comme les pares éoliens et les panneaux solaires.
L’électricité est de plus en plus produite non seulement par les producteurs traditionnels comme les contrales Glectriques mais aussi les consommatcurs lraditionmels qui pouvent installer des panncaux solaires ou des turbines éoliames sont devenucs ainsi les producteurs d'clectricité. Ccla souléve la nẻcessté dc transmission d’électricité dans les deux sens du producteur traditionnel au consommateur traditionnel et a inverse.’information sur la consommation, la production, et les commandes de control sera aussi transmise dans les deux sens. C’est pour cela que les nouveaux appareils comme les compteurs intelligents ont éé proposées. Cependant, la distribution de ces nouveaux appareils souléve les défis sur la protection, la sécurité, la confidentialité, et les attaques informatiques Par exemple : L’attaqueur qui compromise le compteur intelligent pourrait changer information sur leur consommation ou production pour gagner argent ou demander a plusieurs compteurs intelligent de se déconnecter ou reconnecter qui pourrait causer le probléme sur la stabilité et l équilibrage đu réseau élecirique cl probablement conduire au probléme de grande coupure đélcctrn ité.
Pour analyser l’impact des attaques dc sócuritós, l'utilisation de simulateur est une solution Dans ce travail, nous fournissons I’étude de Fétat de l'art sur les techniques de simulation et les simulateurs existant pour le Smart Grid, faisons le choix d’un simulateur correspondant le plus 4 nos besoins ct développons certains modules nécessaircs pour la simulation du compteur intelligent Finalement, nous proposons un cas d’atlaque de sécurité ct analysons les impacts potentiels sur le réseau électrique du Smart Grid m RESUME T.c Smart Grid cst considéré comme le réscau électrique de prochaine génération qui utilise les flux bidirectionnels de I'électricité et de l'information pour order un réseau de distribution d'énergie automatisé largement distribué. II a été proposé comme une solution pour la diversité croissante des sources délectricité. Aujourd'hui, les sources d'électricité comprennent non seulement les centrales au charbon et les centrales nucléaires, mais aussi l'énergie renouvelable comme les pares éoliens et les panneaux solaires. L’électricité est de plus en plus produite non seulement par les producteurs traditionnels comme les contrales Glectriques mais aussi les consommatcurs lraditionmels qui pouvent installer des panncaux solaires ou des turbines éoliames sont devenucs ainsi les producteurs d'clectricité.
Ccla souléve la nẻcessté dc transmission d’électricité dans les deux sens du producteur traditionnel au consommateur traditionnel et a inverse.’information sur la consommation, la production, et les commandes de control sera aussi transmise dans les deux sens. C’est pour cela que les nouveaux appareils comme les compteurs intelligents ont éé proposées. Cependant, la distribution de ces nouveaux appareils souléve les défis sur la protection, la sécurité, la confidentialité, et les attaques informatiques Par exemple : L’attaqueur qui compromise le compteur intelligent pourrait changer information sur leur consommation ou production pour gagner argent ou demander a plusieurs compteurs intelligent de se déconnecter ou reconnecter qui pourrait causer le probléme sur la stabilité et l équilibrage đu réseau élecirique cl probablement conduire au probléme de grande coupure đélcctrn ité.
