Thèse soutenue

Méthodes avancées pour les systèmes énergétiques durables dans l' opération et la conception de réseaux de chauffage urbain

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Auteur / Autrice : Stefano Coss
Direction : Olivier Le CorreVittorio Verda
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Energétique, Thermique, Combustion
Date : Soutenance le 14/09/2018
Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire en cotutelle avec Ecole polytechnique . Turin (Italie)
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département Systèmes énergétiques et environnement
Jury : Président / Présidente : Diogo Queiros-Condé
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Le Corre, Vittorio Verda, Enrico Sciubba, Luis Serra de Renobales, Emanuela Colombo, Maurizio Sasso
Rapporteurs / Rapporteuses : Enrico Sciubba, Luis Serra de Renobales

Résumé

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Les réseaux de chauffage urbain (DHN) sont un moyen efficace de fournir de l'énergie thermique aux consommateurs. L'état actuel de la technique montre que les DHN évoluent vers des réseaux thermiques intelligents dans des systèmes énergétiques intégrés alors que leur conception est basée sur les principes de durabilité. Sur cette base, cette thèse couvre deux domaines de recherche principaux : Fonctionnement et conception des systèmes de chauffage urbain. Dans la partie A de cette thèse, des méthodes avancées pour le fonctionnement de la DHN sont développées à l'aide d'analyses exergétiques et thermoéconomiques. Cela inclut la formulation de bilans de coûts exergétiques pour les modèles de réseau basés sur des graphiques. La partie intrinsèque est le déploiement d'une matrice algébrique, qui détermine les coûts exergétiques pour la modélisation dynamique du système. Une étude de cas d'un réseau réel prouve que la méthodologie proposée offre de nouvelles perspectives sur l'allocation individuelle des coûts, ce qui aide à évaluer la faisabilité de l'intégration par des tiers et l'intégration des sources d'énergie distribuées. Dans la partie B de cette thèse, un nouvel indicateur appelé «load deviation index (LDI)» est proposé pour lier les mesures de la demande (DSM) à la conception durable des systèmes DHN. Pour cela, un cadre de conception axé sur les affaires est proposé, qui prend en compte les influences critiques dans le DHN tout en évitant un trop grand détail. Le comportement du DSM est analysé du point de vue du système et son impact sur la conception du DHN est étudié dans deux études de cas. Alors que l'un se concentre sur les benchmarks pour différentes options de conception en utilisant une métrique de durabilité multicritères, un autre donne des indications détaillées sur l'utilité du cadre proposé pour la conception en évaluant l'impact de DSM sur les améliorations de conception possibles.