Méthodes doptimisation pour la conception déco-parcs industriels en considération de la dynamique temporelle
Auteur / Autrice : | Thibaut Wissocq |
Direction : | Assaad Zoughaib |
Type : | Projet de thèse |
Discipline(s) : | Energétique et génie des procédés |
Date : | Inscription en doctorat le 02/01/2018 |
Etablissement(s) : | Université Paris sciences et lettres |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Energétique et Procédés |
Equipe de recherche : CES - Centre Efficacité énergétique des Systèmes | |
établissement opérateur d'inscription : Université de Recherche Paris Sciences et Lettres (2015-2019) |
Mots clés
Résumé
Contexte et enjeux Les éco-parcs industriels sont conçus pour optimiser lefficacité des ressources dun territoire en favorisant des collaborations inter-entreprises par la mise en place des réseaux déchanges et de gestion commune des ressources naturelles et des déchets (matières, eau, énergie). Ces réseaux regroupent les échanges de coproduits, la récupération de chaleur perdue, le partage dinfrastructures destinées à exploiter des ressources ou à gérer / transformer certains flux de matière et dénergie et la gestion commune de déchets à travers la création dinfrastructures ou des services de manutention et de traitement partagés. Dans la pratique, lémergence des éco-parcs industriels est rendue difficile par la forte interdépendance entre partenaires. Celle-ci suscite des craintes concernant limpact sur chacun des procédés si lun ou plusieurs dentre eux fonctionnaient dans des conditions anormales (charge réduite ou arrêt). Dans le même temps, limplantation des EnR sur le territoire est freinée par des problématiques de gestion du réseau électrique vis-à-vis du caractère intermittent de ces dernières. Linsertion massive de ces énergies renouvelables au niveau des sites industriels est dautant plus complexe que les conditions opératoires de la plupart des procédés industriels sont relativement peu flexibles. Objectifs scientifiques Lobjectif de cette thèse est de répondre à ces deux problématiques en développant une méthodologie permettant dimplanter des EnR sur un territoire industriel tout en garantissant la stabilité de la production industrielle en tirant partie des disponibilités et des besoins en énergie et en matières premières des industriels et en plaçant des systèmes innovants de conversion énergie/matière et chaleur/électricité et de stockage adaptés. La méthodologie développée permet ainsi à la fois lintroduction dEnR sur des territoires industriels tout en favorisant les synergies entre les acteurs industriels. Approche - Méthodes Pour atteindre les objectifs de cette thèse, on développera des modèles doptimisation basé sur des méthodologies dintégration multi-énergies (chaleur, électrique, EnR) et multi-matières (eau, CO2, H2, CH4, autres) de plusieurs sites industriels sur un territoire. Le modèle permet ainsi la conception déco-parcs industriels flexibles par rapport à lintermittence des EnR selon des critères économiques, environnementaux et dopérabilité. La variation temporelle des conditions opératoires des procédés et des EnR sera prise en compte dans le modèle de conception de léco-parc industriel. Pour répondre à cet aspect dynamique de lévolution des procédés et des EnR, des solutions de stockages énergétique et matière seront ainsi modélisés et intégrés dans le modèle développé. De plus, des opportunités de conversion énergie/matière (par exemple : pompes à chaleur, méthaniseur, incinérateur, stockage, électrolyseur, etc.) seront considérées dans loptimisation du design des échanges entre partenaires industriels. Ces moyens de conversion permettront daméliorer la flexibilité globale du territoire et seront plus pertinents économiquement car linvestissement et lutilisation pourra être répartis entre plusieurs partenaires. Les échanges inter-sites seront réalisés soit directement (si la proximité des sites lautorise) soit indirectement par des réseaux déchanges (chaleur, froid, matière, électrique). Résultats attendus Le principal résultat de cette thèse est un outil prototype daide à la conception déco parc industriels et flexibles. Cet outil qui implémentera la méthodologie issue de la thèse sera testé sur un parc industriel réel (Dunkerque) ou à défaut daboutir à un accord dans les délais de la thèse sur un cas virtuel issu de la littérature.