Méthodes et outils pour un processus de modélisation collaboratif et ouvert des systèmes énergétiques

Methods and tools for a collaborative and open energy modelling process

• Auteur / Autrice : Sacha Hodencq
• Direction : Frédéric Wurtz, Benoit Delinchant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 23/09/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble) - G2Elab-Modèles, Méthodes et Méthodologies Appliqués au Génie Electrique (G2Elab-MAGE)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Boujut
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tatiana Reyes Carrillo, Pierre Haessig, Robin Girard
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Arnaud Hubert, Salvy Bourguet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transition énergétique

Ressources énergétiques

Science ouverte

Électricité -- Consommation

Mots clés libres

Modélisation énergétique

Science Ouverte

Collaboratif

Systèmes énergétiques

Méthodes

Outils

Energy Modelling

Open Science

Collaborative

Energy systems

Methods

Tools

Résumé

L’énergie apparaît comme un enjeu majeur face aux crises socio-écologiques en cours. La modélisation énergétique permet d’explorer les possibilités de conception et de gestion des composants et systèmes, et donc de discerner des solutions au service de la transition énergétique. Or la modélisation énergétique historique ainsi que les principales approches actuelles sont propriétaires et manquent de transparence, même si l’émergence de modèles énergétiques ouverts est prometteuse. Cette thèse introduit les pratiques, intérêts et freins de la modélisation énergétique ouverte, avant de présenter la méthode ORUCE (Open and Reproducible Use Cases For Energy), pensée comme un processus transférable pour rendre ces pratiques accessibles aux chercheurs du domaine. Cette méthode s’attache notamment aux cas d’étude comme bons vecteurs de capitalisation de la connaissance et de reproductibilité. Des cas d’étude concrets au contact des acteurs de l’énergie sont présentés, sur les thématiques de la valorisation de chaleur fatale et de l’autoconsommation photovoltaïque, illustrant la variété d’usage de la méthode ORUCE. Enfin, un concept de plateforme collaborative de modélisation énergétique ouverte est présenté. Ce concept a été affiné dans une enquête axée sur l’expérience utilisateur, et la plateforme qui en découle vise à rendre les études énergétiques et ressources associées accessibles aux parties prenantes au sein de la recherche, des autorités publiques et des collectifs citoyens.

Energy appears as a major issue in the face of the current socio-ecological crisis. Energy modelling can be used to explore the design and management possibilities of components and systems, and thus to discern solutions for the energy transition. However, historical energy modelling and the main current approaches are proprietary and lack transparency, although the emergence of open energy modelling is promising. This thesis introduces the practices, interests and obstacles of open energy modelling, before presenting the ORUCE (Open and Reproducible Use Cases For Energy) method, designed as a transferable process to make these practices accessible to researchers in the field. This method focuses in particular on use cases as good vectors for reproducibility and capitalising on knowledge. Actual use cases in contact with energy stakeholders are presented, on the topics of waste heat recovery and photovoltaic self-consumption, illustrating the variety of uses of the ORUCE method. Finally, a concept of a collaborative open energy modelling platform is presented. This concept was refined in a user experience inquiry, and the resulting platform aims to make energy studies and associated resources accessible to stakeholders in research, public authorities and citizen collectives.