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Moteur de traitement données énergétiques françaises - Architecture Polars/DuckDB pour flux Enedis

Project description

⚡ ElectriCore - Moteur de traitement données énergétiques

ElectriCore est un outil libre pour reprendre le contrôle des données du réseau électrique français. Architecture moderne Polars + DuckDB pour transformer les flux bruts Enedis en données exploitables par LibreWatt, Odoo et autres outils de suivi énergétique.

🎯 Objectifs

Un outil de calcul énergétique performant et maintenable pour :

  • Transformer les flux XML/CSV Enedis en données structurées
  • Calculer les indicateurs essentiels (périmètre, abonnements, consommations, TURPE)
  • Exposer les données via API REST sécurisée
  • Intégrer avec Odoo et autres systèmes tiers

🏗️ Architecture - Modules

electricore/
├── etl/              # 📥 ETL - Extraction & Transformation (DLT) depuis l'SFTP Enedis
│
├── core/             # 🧮 CORE - Calculs énergétiques ERP-agnostiques (Polars)
│   ├── models/       # Modèles Pandera (validation des données)
│   ├── pipelines/    # Pipelines de calcul (historique, abonnements, énergie, turpe, accise…)
│   └── loaders/      # Query builders (DuckDB, Parquet)
│
├── integrations/     # 🔌 INTEGRATIONS - Adaptateurs ERP (cf. ADR-0016)
│   └── odoo/         # OdooReader, OdooQuery, OdooWriter, helpers, schémas Pandera Odoo
│
├── api/              # 🌐 API - Accès aux données (FastAPI)
│
└── bot/              # 🤖 BOT Telegram - UI opérationnelle, client de l'API

core/ ne dépend ni d'Odoo ni d'aucun ERP — règle exécutable via le test tests/architecture/test_core_purity.py (cf. ADR-0016). Les orchestrations qui composent Enedis et Odoo (rapprochement facturation, accise/CTA) vivent dans integrations/odoo/.

Diagramme de flux

graph TB
    SFTP_Enedis[/SFTP Enedis\] --> ETL_Enedis[ETL<br/>#40;data load tool#41;]
    SFTP_Axpo[/SFTP Axpo<br/>Courbes\] -.-> ETL_Axpo[ETL<br/>#40;data load tool#41;]
    ETL_Enedis --> DuckDB[(DuckDB)]
    ETL_Axpo -.-> DuckDB
    Odoo[(Odoo ERP)] --> OdooReader[OdooReader]
    OdooWriter[OdooWriter] --> Odoo

    DuckDB --> API[API REST<br/>#40;FastAPI#41;]
    DuckDB -->|Query Builder| Core[Core Pipelines<br/>#40;Polars#41;]
    OdooReader -->|Query Builder| Core
    OdooReader --> API
    Core --> API
    Core --> OdooWriter

    API -->|JSON| Client[\Clients API/]

    style API fill:#4CAF50,stroke:#2E7D32,stroke-width:3px,color:#fff
    style DuckDB fill:#1976D2,stroke:#0D47A1,color:#fff
    style Odoo fill:#FF9800,stroke:#E65100,color:#fff
    style Core fill:#9C27B0,stroke:#4A148C,color:#fff
    style ETL_Axpo stroke-dasharray: 5 5

📥 Module ETL - Extraction & Transformation

Pipeline ETL modulaire basé sur DLT (Data Load Tool) pour extraire et transformer les flux Enedis.

Flux supportés

Flux Description Tables générées
C15 Changements contractuels flux_c15
F12 Facturation distributeur flux_f12
F15 Facturation détaillée flux_f15_detail
R15 Relevés avec événements flux_r15, flux_r15_acc
R151 Relevés périodiques flux_r151
R64 Relevés JSON timeseries flux_r64

Architecture modulaire

# Pipeline ETL avec transformers chaînables
encrypted_files | decrypt_transformer | unzip_transformer | parse_transformer

Transformers disponibles :

  • crypto.py - Déchiffrement AES
  • archive.py - Extraction ZIP
  • parsers.py - Parsing XML/CSV

Utilisation

# Test rapide (2 fichiers)
uv run python electricore/etl/pipeline_production.py test

# R151 complet (~6 secondes)
uv run python electricore/etl/pipeline_production.py r151

# Tous les flux (production)
uv run python electricore/etl/pipeline_production.py all

Résultat : Base DuckDB electricore/etl/flux_enedis_pipeline.duckdb avec toutes les tables flux.

📖 Documentation complète : electricore/etl/README.md


🧮 Module Core - Calculs Énergétiques Polars

Pipelines de calculs énergétiques basés sur Polars pur (LazyFrames + expressions fonctionnelles).

Pipelines disponibles

1. Périmètre - Détection changements contractuels

from electricore.core.pipelines.perimetre import pipeline_perimetre
from electricore.core.loaders import c15

# Depuis DuckDB avec Query Builder
historique_lf = (
    c15()
    .filter({"Date_Evenement": ">= '2024-01-01'"})
    .limit(1000)
    .lazy()
)

perimetre_df = pipeline_perimetre(historique_lf).collect()
# Colonnes: pdl, Date_Evenement, impacte_abonnement, impacte_energie, resume_modification

2. Abonnements - Périodes d'abonnement

from electricore.core.pipelines.abonnements import pipeline_abonnements

# Calcul périodes d'abonnement avec bornes temporelles
abonnements_df = pipeline_abonnements(
    perimetre_lf,
    date_debut="2024-01-01",
    date_fin="2024-12-31"
).collect()
# Colonnes: pdl, debut, fin, nb_jours, Puissance_Souscrite, Formule_Tarifaire_Acheminement

3. Énergies - Consommations par cadran

from electricore.core.pipelines.energie import pipeline_energie
from electricore.core.loaders import releves

relevés_lf = releves().filter({"date_releve": ">= '2024-01-01'"}).lazy()

energies_df = pipeline_energie(
    perimetre_lf,
    relevés_lf,
    date_debut="2024-01-01",
    date_fin="2024-12-31"
).collect()
# Colonnes: pdl, debut, fin, energie_hp, energie_hc, energie_base, ...

4. TURPE - Calcul taxes réglementaires

from electricore.core.pipelines.turpe import ajouter_turpe_fixe, ajouter_turpe_variable

# TURPE fixe (abonnement)
abonnements_turpe_df = ajouter_turpe_fixe(abonnements_df).collect()
# Colonnes: ..., turpe_fixe_annuel, turpe_fixe_journalier, turpe_fixe_periode

# TURPE variable (énergies)
energies_turpe_df = ajouter_turpe_variable(energies_df).collect()
# Colonnes: ..., turpe_hpb, turpe_hcb, turpe_hph, turpe_hch, turpe_variable_total

5. Facturation - Pipeline complet

from electricore.core.pipelines.orchestration import facturation

# Pipeline complet : périmètre → abonnements → énergies
resultat = facturation(
    historique_lf,
    relevés_lf,
    date_debut="2024-01-01",
    date_fin="2024-12-31"
)

# Résultats disponibles
print(resultat.abonnements.collect())  # Périodes d'abonnement
print(resultat.energies.collect())      # Consommations
print(resultat.factures.collect())      # Synthèses mensuelles

🔧 Interfaces de Requêtage

DuckDB Query Builder - Architecture Fonctionnelle Modulaire

Architecture en 6 modules pour performance et maintenabilité :

  • config.py - Configuration et connexions DuckDB
  • expressions.py - Expressions Polars pures réutilisables
  • transforms.py - Transformations composables avec compose()
  • sql.py - Génération SQL fonctionnelle (dataclasses frozen)
  • query.py - Query builder immutable (DuckDBQuery)
  • __init__.py - API publique + helper _CTEQuery pour requêtes CTE
from electricore.core.loaders import c15, r151, releves, releves_harmonises

# Historique périmètre (flux C15)
historique = (
    c15()
    .filter({"Date_Evenement": ">= '2024-01-01'"})
    .limit(100)
    .collect()
)

# Relevés périodiques (flux R151)
relevés = (
    r151()
    .filter({"pdl": ["PDL123", "PDL456"]})
    .limit(1000)
    .lazy()  # Retourne LazyFrame pour optimisations
)

# Relevés unifiés (R151 + R15) avec CTE
tous_releves = releves().collect()

# Relevés harmonisés (R151 + R64) avec CTE
releves_cross_flux = (
    releves_harmonises()
    .filter({"flux_origine": "R64"})
    .collect()
)

Fonctions disponibles : c15(), r151(), r15(), f15(), r64(), releves(), releves_harmonises()

Caractéristiques :

  • ✅ Immutabilité garantie (frozen dataclasses)
  • ✅ Composition fonctionnelle pure
  • ✅ Lazy evaluation optimisée
  • ✅ Support CTE (Common Table Expressions)
  • ✅ Validation Pandera intégrée

📖 Documentation complète : electricore/core/loaders/DUCKDB_INTEGRATION_GUIDE.md

Odoo Query Builder - Intégration ERP

from electricore.integrations.odoo import OdooReader
import polars as pl

config = {
    'url': 'https://odoo.example.com',
    'db': 'production',
    'username': 'api_user',
    'password': 'secret'
}

with OdooReader(config) as odoo:
    # Query builder avec navigation relationnelle
    factures_df = (
        odoo.query('sale.order', domain=[('x_pdl', '!=', False)])
        .follow('invoice_ids', fields=['name', 'invoice_date', 'amount_total'])
        .filter(pl.col('amount_total') > 100)
        .collect()
    )

    # Enrichissement avec données liées
    commandes_enrichies = (
        odoo.query('sale.order', fields=['name', 'date_order'])
        .enrich('partner_id', fields=['name', 'email'])
        .collect()
    )

Méthodes disponibles : .query(), .follow(), .enrich(), .filter(), .select(), .rename(), .collect()

📖 Documentation complète : docs/odoo-query-builder.md


🌐 Module API - Accès aux Données

API REST sécurisée basée sur FastAPI pour accéder aux données flux depuis DuckDB.

Endpoints

Publics (sans authentification)

  • GET / - Informations API et tables disponibles
  • GET /health - Statut API et base de données
  • GET /docs - Documentation Swagger interactive

Sécurisés (authentification requise)

  • GET /flux/{table_name} - Données d'une table flux
  • GET /flux/{table_name}/info - Métadonnées d'une table
  • GET /admin/api-keys - Configuration clés API

Utilisation

# Démarrer l'API
uv run uvicorn electricore.api.main:app --reload

# Requête avec authentification
curl -H "X-API-Key: votre_cle" "http://localhost:8000/flux/r151?limit=10"

# Filtrer par PDL
curl -H "X-API-Key: votre_cle" "http://localhost:8000/flux/c15?prm=12345678901234"

# Métadonnées d'une table
curl -H "X-API-Key: votre_cle" "http://localhost:8000/flux/r151/info"

📖 Documentation complète : electricore/api/README.md


🚀 Installation & Usage

Prérequis

  • Python 3.12+
  • uv

Installation

# Cloner le projet
git clone https://github.com/Energie-De-Nantes/electricore.git
cd electricore

# Installation runtime (core + API + bot)
uv sync

# + pipeline ETL SFTP Enedis (pour serveur de collecte)
uv sync --extra etl

# + libs notebooks (marimo, altair, plotly, vegafusion, vl-convert)
uv sync --extra viz

# Tout (dev local complet)
uv sync --extra etl --extra viz

Configuration initiale

Créer un fichier .env à la racine du projet et renseigner les variables selon les modules utilisés :

# === API — obligatoire pour démarrer l'API ===
# Générer : python -c "import secrets; print(secrets.token_urlsafe(32))"
API_KEY=votre_cle_api_secrete
# Ou plusieurs clés : API_KEYS=cle1,cle2,cle3

# === BASE DE DONNÉES ===
# Chemin vers le fichier DuckDB produit par l'ETL
# Par défaut : electricore/etl/flux_enedis_pipeline.duckdb (relatif au cwd)
# En production, utiliser un chemin absolu :
# DUCKDB_PATH=/srv/<slug>/data/flux_enedis_pipeline.duckdb

# === ETL ENEDIS — obligatoire pour le pipeline ETL ===
SFTP__URL=sftp://utilisateur:mot_de_passe@hote:22/chemin
AES__KEY=cle_hex_fournie_par_enedis
AES__IV=iv_hex_fourni_par_enedis

# Rotation de clés AES (format v2, après changement de clé Enedis) :
# AES__CURRENT__KEY=nouvelle_cle_hex
# AES__CURRENT__IV=nouvel_iv_hex
# AES__PREVIOUS__KEY=ancienne_cle_hex  # garder ~4 semaines après rotation
# AES__PREVIOUS__IV=ancien_iv_hex

# === ODOO — pour les calculs CTA/Accise et la réconciliation ===
ODOO_ENV=test  # ou prod
ODOO_TEST_URL=https://votre-instance.odoo.com
ODOO_TEST_DB=nom_de_la_base
ODOO_TEST_USERNAME=utilisateur@example.com
ODOO_TEST_PASSWORD=mot_de_passe
# ODOO_PROD_URL / ODOO_PROD_DB / ODOO_PROD_USERNAME / ODOO_PROD_PASSWORD

# === BOT TELEGRAM — optionnel ===
TELEGRAM_BOT_TOKEN=token_obtenu_via_botfather
TELEGRAM_ALLOWED_USERS=123456789  # IDs séparés par virgule

Commandes essentielles

# Tests
uv run --group test pytest -q

# Pipeline ETL complet (nécessite --extra etl)
uv run python -m electricore.etl.pipeline_production all

# API FastAPI
uv run uvicorn electricore.api.main:app --reload

# Notebooks interactifs (Marimo)
uv run marimo edit notebooks/

Déploiement VPS (Docker)

Pour exécuter ElectriCore en production sur un VPS — ETL planifié, API + bot 24/7, TLS automatique — un script d'installation provisionne tout depuis un VPS Ubuntu/Debian frais :

ssh root@<vps>
curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Energie-De-Nantes/electricore/main/deploy/install.sh -o install.sh
EDITOR=nano sudo -E bash install.sh \
    --slug <slug> --domain <slug>.electricore.fr --email ops@example.com

Le script crée un user système dédié, installe Docker, configure UFW, télécharge la stack, ouvre .env dans l'éditeur, vérifie le DNS, démarre les conteneurs et lance un ETL test (~5-10 min total).

Guide complet : docs/deploiement.md (Quickstart, multi-instance, mode SFTP distant vs collocés, rotation clés AES, sauvegarde, mise à jour, migration depuis l'ancien layout, dépannage).


🧪 Tests & Validation

Suite de tests moderne avec 186 tests (tous passants ✅) :

Infrastructure de test

  • Configuration pytest : 8 markers (unit, integration, slow, smoke, duckdb, odoo, hypothesis, skip_ci)
  • Fixtures partagées : Connexions DuckDB temporaires, données minimales, helpers d'assertion
  • Tests paramétrés : 39 tests avec @pytest.mark.parametrize pour réduire duplication
  • Tests snapshot : 10 tests Syrupy pour détection automatique de régression
  • Script anonymisation : Extraction sécurisée de cas métier réels

Types de tests

  • Tests unitaires (26 paramétrés) - Expressions Polars pures (périmètre, TURPE)
  • Tests d'intégration (10 snapshot) - Pipelines complets avec validation Pandera
  • Tests DuckDB - Query builders et transformations
  • Fixtures métier - Cas réels (MCT, MES/RES, changements)

Commandes

# Tous les tests
uv run --group test pytest -q

# Tests rapides uniquement
uv run --group test pytest -m unit

# Exécution parallèle
uv run --group test pytest -n auto

# Avec coverage
uv run --group test pytest --cov=electricore --cov-report=html

Couverture : 49% (focus sur qualité plutôt que quantité)

📖 Documentation complète : tests/README.md


🗺️ Roadmap

Complété ✅

  • Migration Polars complète (périmètre, abonnements, énergies, turpe)
  • Query Builder DuckDB avec architecture fonctionnelle modulaire (6 modules)
  • Connecteur Odoo avec Query Builder
  • API FastAPI sécurisée avec authentification
  • Pipeline ETL modulaire avec DLT
  • Tests unitaires et validation (140 tests passent)

En cours 🔄

  • CI/CD GitHub Actions
  • Documentation API détaillée (OpenAPI)
  • Suivi et métriques de performance

À venir 📅

  • API SOAP Enedis (alternative SFTP)
  • Gestion prestations et affaires
  • Nouveaux connecteurs (Axpo, autres sources)
  • Calculs avancés (MCT, cas complexes)
  • Suivi des souscriptions aux services de données

📚 Documentation Complémentaire


🤝 Contribution

Les contributions sont les bienvenues ! Avant toute modification :

  1. Lancer les tests : uv run --group test pytest -q
  2. Vérifier la cohérence avec les patterns Polars existants
  3. Documenter les nouvelles fonctionnalités
  4. Suivre les conventions de code du projet

📄 Licence

AGPL-3.0 - Voir LICENSE


🙏 Remerciements

  • Polars - Framework data processing moderne
  • DuckDB - Base analytique embarquée
  • DLT - Pipeline ETL déclaratif
  • FastAPI - Framework API performant
  • Pandera - Validation schémas données

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Release history Release notifications | RSS feed

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Uploaded Python 3

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Publisher: release.yml on Energie-De-Nantes/electricore

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