Contribution à l'optimisation technico-économique de systèmes énergétiques

Techno-economic optimisation of energy systems

• Auteur / Autrice : Christine Mansilla-Pellen
• Direction : Jean-Claude Bocquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie industriel
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire génie industriel (Gif-sur-Yvette, Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réacteurs à hélium

Aspect économique

Ressources énergétiques

Mots clés libres

Optimisation thermo-économique

Evaluation technico-économique

Résumé

A l’heure actuelle, la démarche traditionnelle utilisée pour apprécier l’intérêt économique de différents systèmes énergétiques s’appuie sur un schéma de fonctionnement fixé. Ensuite, à partir d’un scénario incluant les durées de construction et d’exploitation, ainsi qu’un taux d’actualisation, il est possible de calculer un coût de production (incluant les parts du coût d’investissement et du coût de fonctionnement). Des études ont montré que les schémas de fonctionnement correspondant aux meilleurs rendements thermodynamiques ne conduisent pas nécessairement aux meilleurs coûts de production. Après avoir rappelé les principes de l’optimisation thermo-économique, une méthode appelée optimisation technico-économique a été proposée. Cette méthode vise à minimiser le coût de production d’un système énergétique, incluant à la fois les coûts de fonctionnement et les coûts d’investissement. Elle a été mise en œuvre grâce à l’utilisation des algorithmes génétiques. Cette démarche a été comparée à la méthode d’intégration thermique sur deux exemples différents et son intérêt a ainsi pu être validé. L’optimisation technico-économique a alors été appliquée à différents systèmes énergétiques : tant pour la production d’hydrogène que pour la production d’électricité.

The traditional approach currently used to assess the economic interest of energy systems is based on a defined flow-sheet. It is then possible to calculate a production cost (that includes percentages of investment and operating costs) based on a scenario which includes the length of building and operating periods as well as a discount rate. Some studies have shown that the flow-sheets corresponding to the best thermodynamic efficiencies do not necessarily lead to the best production costs. After reviewing the thermo-economic optimisation principles, a method called techno-economic optimisation was proposed. This method aims at minimising the production cost of a given energy system, including both investment and operating costs. It was implemented using genetic algorithms. This approach was compared to the heat integration method on two different examples, thus validating its interest. Techno-economic optimisation was then applied to different energy systems dealing with hydrogen as well as electricity production.