Vers une approche intégrée d’aide à la planification énergétique territoriale : application à la rénovation énergétique des bâtiments

Towards an integrated energy planning decision-aiding at territory scale : application to the energy retrofit of buildings

• Auteur / Autrice : Antoine Rogeau
• Direction : Georges Kariniotakis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique et génie des procédés
• Date : Soutenance le 17/06/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Procédés, Énergies Renouvelables et Systèmes Énergétiques. Sophia-Antipolis
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Jury : Président / Présidente : Étienne Wurtz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Georges Kariniotakis, Jean-Jacques Roux, Laure Itard, Sigrid Reiter, Eric Peirano, Samira Kherrouf, Robin Girard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Jacques Roux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transition énergétique

Économies d'énergie

Mots clés libres

Rénovation énergétique

Optimisation

Territoire

Aide à la décision

Modélisation

Bâtiments

Pompes à chaleur

Transition énergétique

Energy retrofits

Optimisation

Territory-scale

Decision-aiding

Energy modeling

Buildings

Heat pumps

Energy transition

Résumé

Les secteurs résidentiel et tertiaire français représentent environ 45% de la consommation d'énergie et 20% des émissions de gaz à effet de serre, constituant un gisement d'économies important et relativement facilement mobilisable en comparaison à d'autres secteurs comme le transport ou l'industrie. Cette thèse développe une méthode d'aide à la décision territoriale pour la mise en oeuvre opérationnelle de la rénovation énergétique des bâtiments. Cette méthode repose sur une caractérisation des territoires basée sur l'enrichissement de bases de données hétérogènes et disponibles aux acteurs locaux. Un problème d'optimisation des mesures de rénovation énergétique permet d'actionner des leviers au niveau de chaque bâtiment du territoire, mettant la question de la dimensionnalité au cœur de ce travail. Un méta-modèle de la consommation énergétique de chauffage des bâtiments, adapté à ce contexte, est construit à partir d'un modèle dynamique urbain. Les solutions techniques de rénovation modélisées reposent sur une observation du contexte actuel français, et font d'objet d'une caractérisation technico-économique dédiée. Les méthodes de modélisation et d'optimisation sont enfin appliquées à différents territoires, et exploitées pour mener des études en lien avec le contexte de la transition énergétique.

The French residential and tertiary sectors account for about 45% of energy consumption and 20% of greenhouse gas emissions, constituting a large savings potential which is relatively easy to mobilise in comparison with other sectors such as transport or industry. This thesis develops a decision-aiding method for territories stakeholders willing to implement building energy retrofit measures. This method relies on a building stock modeling based on the enrichment of heterogeneous databases available to local decision-makers. An optimization problem of energy renovation measures activates levers at the building-level over the territory, turning dimensionality into a key issue this work. A meta-model of building heating energy consumption, adapted to this context, is constructed from a dynamic urban model. A dedicated characterisation of both thermal retrofit and energy systems is conducted, basing solutions on observations of the current French building context. Both modeling and optimization methods are finally applied to real territories, and used to conduct studies related to the energy transition context.