Thèse en cours

Optimisation technico-économique d'un système de production d'eau chaude sanitaire en logement collectif à l'aide d'un champ photovoltaïque commun et d'une pluralité de ballons électriques
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Auteur / Autrice : Jonathan Lange
Direction : Mathieu David
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Physique Energétique
Date : Inscription en doctorat le 15/07/2021
Etablissement(s) : La Réunion
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique et Ingénierie Mathématique pour l'Energie et l'environnemENT

Résumé

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Par des conventions régionales et nationales, la France souhaite limiter l'impact de l'utilisation des énergies fossiles et favoriser l'utilisation des ressources naturelles disponibles dans les départements d'outre-mer (Loi grenelle II). En effet, ces réseaux insulaires sont non interconnectés et ne peuvent que compter sur les moyens de productions présents sur leurs territoires. Pour 2030, le département de La Réunion s'est fixé comme objectif d'être autonome en énergie. Afin de contrôler sur le long terme l'augmentation de la consommation du département en énergie électrique, certaines mesures et réglementations ont été mises en place : Maîtrise de l'Energie (MDE) et la Règlementation Thermique Acoustique et Aération des Départements d'Outre-Mer (RTAA DOM) en 2010 . Cette mesure impose notamment aux logements neufs de produire leur Eau Chaude Sanitaire (ECS) à partir d'au moins 50 % d'énergie solaire. A La Réunion, pour être conforme à la RTAA DOM les bailleurs sociaux et les constructeurs de logements collectifs font principalement le choix d'utiliser le Chauffe-Eau Solaire Collectif à stockage Individualisé (CESCI) malgré les coûts importants d'installation, d'exploitation et de maintenance. Ce système est choisi pour l'individualisation des charges mais il présente de nombreux inconvénients : • Difficultés et coût élevé de l'entretien de la tuyauterie et du calorifugeage, • Coût important de l'entretien préventif (entre 80 et 100 €/an/logement), • Fuites d'eau possibles induisant des dégâts significatifs sur les toitures, les galeries techniques, • Vétusté prématurée si surchauffe régulière des circuits, • Difficultés à répartir équitablement l'énergie entre les ballons des logements. Pour proposer un produit plus compétitif et pour pallier ces problèmes inhérents aux systèmes collectifs, l'entreprise TOPBIS REUNION a mis au point un système alternatif composé d'une centrale photovoltaïque (PV) non-connectée au réseau qui alimente en courant continu des chauffe-eaux électriques individuels. Un brevet concernant le fonctionnement du système a été déposé et obtenu. Ce système a l'avantage d'utiliser des composants économiquement très rentables, fiables dans la durée et par conséquence plus faciles à entretenir. Ce système a fait l'objet d'un démonstrateur permettant de tester le concept de fonctionnement mais certains verrous restent encore à lever pour optimiser le système et proposer un produit plus compétitif et performant. L'objectif de cette thèse est de lever les verrous scientifiques qui permettront d'optimiser le système existant permettant d'aboutir à un produit et un dimensionnement plus performant avec de nouvelles fonctionnalités : • Mettre en place un algorithme de mise au point initial, • Optimiser l'algorithme gérant la production et la répartition de l'énergie, • Développer un outil de dimensionnement et de prédiction des performances, • Etudier l'influence des règles de répartition énergétique ; équité et garantie de performance, • Proposer une valorisation de l'énergie résiduelle. Cette thèse est l'opportunité de développer de nouveaux savoirs et de contribuer au développement de l'entreprise par la mise au point d'un système fiable et économiquement.