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Recherches en cours

Le groupe MDE contribue développe différents projets favorisant l'efficacité énergtétique dans les bâtiments et le passage de bâtiments ou quartiers BBC (Bâtiments Basse Consommation) à des bâtiments ou quartiers BBP (Bâtiments Basse Puissance). Pour ce faire, il s’attache à caractériser les puissances appelées sur les réseaux et les modes de contrôle des équipements les plus efficaces. La participation du groupe MDE aux expérimentations (AMI) de compteurs électriques "intelligents" visent mieux caractériser les offres techniques d’effacement et d’adapter les méthodes d’évaluation d’efficacité de mesures d’économie d’énergie à ce nouveau cadre. L'évaluation des consommations en situation réelle et l'incertitude liée à leur estimation en phase de conception (pour une garantie des performances) sont des thèmes de recherche en cours.

 

Thèses en cours

Valentin DELPLANQUE : Règles de conception urbaine favorisant la ventilation naturelle en  milieu insulaire tropical
 
Baptiste BEJANNIN : Optimisation du pilotage d’un parc diffus d’équipements pour la fourniture d’offres de flexibilités au réseau électrique
 
Romain BONABE DE ROUGE : Modélisation des solutions de micro cogénération en vue de leur intégration optimale dans un quartier
 
Damien CASETTA : Modélisation dynamique d’un réseau de froid urbain en vue de son optimisation multicritère
 
Maria GOOSSENS NIZNIK : Affichage et diagnostic de performance temps réel d’une pompe à chaleur
 
Olivier GRESLOU :  Analyse des flexibilités de la demande de réseaux de chaleur
 
 

Projet Heat Road Map Europe

Projet sélectionné dans le cadre de l’appel à projets européens H2020

Construire une feuille de route dans les secteurs du chauffage et du refroidissement pour engager de nouvelles politiques publiques et encourager de nouveaux investissements

L’Europe s’est fixé un objectif à long terme de décarbonisation de son système énergétique d’au moins 80% entre 1990 et 2050. Cependant, il est aujourd’hui très difficile de savoir comment cet objectif pourra être atteint dans les secteurs du chauffage et du refroidissement. En conséquence, il y a actuellement beaucoup d'incertitudes pour les décideurs politiques et les investisseurs, principalement en raison d'un manque de connaissances sur les changements à long terme qui se produiront dans les prochaines décennies. Le projet HRE vise à apporter des réponses pour définir de nouvelles politiques et préparer le terrain pour de nouveaux investissements. Le travail initié dans trois études précédentes qui ont déjà influencé les décideurs au niveau national et de l'UE sera approfondi dans le cadre de ce projet. Les nouvelles connaissances dans ce projet visent à:

  • Proposer de nouvelles politiques publiques à l’échelle locale, nationale et européenne,
  • Définir des stratégies pour réduire les consommations de combustibles fossiles jusqu'à 3 000 TWh/an en Europe,
  • Quantifier les investissements requis pour mettre en œuvre ces économies en Europe.

Pour atteindre ces objectifs, le programme de travail suivant a été défini :

  • Etablir des cartes de demandes de chauffage et de refroidissement pour 14 Etats Membres de l’UE et identifier les potentiels de récupération de chaleur perdue et d’utilisation des ressources renouvelables locales ;
Atlas européen de la demande de chaud (Source : Halmstad & Aalborg Universities, 2013)
  • Etablir les profils de demande et de consommation de chauffage et de refroidissement pour 14 Etats Membres de l’UE, dans  les bâtiments et l'industrie afin de définir des scénarios de référence ;
  • Quantifier le potentiel technique et économique de réduction de la demande de chauffage et de refroidissement des bâtiments et de l'industrie par l’intégration de solutions plus efficaces et des réseaux de chaleur et de froid ;
  • Construire un modèle prospectif du système énergétique en chauffage et en refroidissement au pas de temps horaire pour 14 Etats Membres de l’UE, intégrant l'ensemble du système énergétique, c-est à dire l’électricité et les transports ;
  • Définir des stratégies de réduction des consommations dans les secteurs du chauffage et du refroidissement pour chacun des 14 États membres et quantifier leurs impacts.

Réseaux de froid en Europe – Potentiel d’économies de CO2 (Source : Euroheat.org)
  • Diffuser les résultats du projet auprès des pouvoirs publics et des investisseurs

Les partenaires du projet sont : Université d’Aalborg, Joint Research Center, Université d’Halmstad, Université de Flensbourg, Plan Energi, Fraunhofer ISI, Université d’Utrecht, Université de Zagreb, ARMINES-Mines ParisTech, ICLEI, TEP Energy, Euro Heat & Power, EPHA (European Heat Pump Association), BPIE (Building Performance Institute Europe)

Pour plus d’informations, http://www.heatroadmap.eu

Pour souscrire à la newsletter, http://heatroadmap.eu/news.php

Contacts : Philippe Rivière, Pascal Stabat – CES Mines Paristech

Réseaux de chaud et de froid

Réseaux de chaleur & bâtiments à basse consommation

Historiquement, les réseaux de chaleur se sont avérés rentables dans des zones urbaines denses à forte demande thermique. Aujourd’hui, une nouvelle problématique est posée portant sur l’intérêt de l’extension et de la création de réseaux de chaleur connectés à des bâtiments basse consommation. De nouveaux optima technico-économiques sont à identifier afin de répondre aux objectifs européens de développement des réseaux de chaleur.

Une thèse au sein de l’équipe MDE a été lancée sur l’analyse des flexibilités et de l’optimisation technico-économique des réseaux de chaleur connectés à des bâtiments à basse consommation d’énergie. Les objectifs sont :

- de faire émerger des solutions de stratégies de gestion à partir d’une analyse de la demande, des synergies entre bâtiments et des flexibilités des postes de consommations ;

- de modéliser des stratégies de pilotage de la demande : épuisement de la température des boucles d’eau de distribution via la gestion couplée du chauffage et de l’eau chaude sanitaire, comparaison de différentes solutions de stockage (volumes tampons, stockage dans l’enveloppe des bâtiments, stockage dans la boucle d’eau du réseau), utilisation d’appoints énergétiques locaux, gestion en parallèle des différents besoins (chauffage, ECS, électricité spécifique, climatisation) ;

- d’évaluer l’impact technico-économique de la connexion de bâtiments BBC à des réseaux existants/neufs en fonction de diverses stratégies de gestion de la demande et de différents mix de production de chaleur ;

- de proposer des modèles de services énergétiques (contractualisation de la fourniture et du comptage d’énergie) dans le cadre d’une gestion intelligente multi-postes et multi bâtiments.

Les premiers résultats portent sur la modélisation de la demande et des impacts de l’intégration de bâtiments à basse consommation sur des réseaux de chaleur (exemple figure ci-dessous).

Représentation infra-journalière équivalente de la demande annuelle cumulée de chaleur pour des bâtiments de bureaux et résidentiel collectif types
 

 

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Recherches en cours - MINES ParisTech
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