Déploiement de la chaîne logistique de l'hydrogène pour le marché des carburants en 2050 : conception et développement d'un outil d'aide à la décision pour l'analyse de scénarios

par Emmanelle Patay

Thèse de doctorat en Génie industriel

Sous la direction de Jean-Claude Bocquet.


  • Résumé

    Le déploiement d’un marché de l’hydrogène énergie est une problématique récente, envisagée par les instances gouvernementales, les industriels et les scientifiques, afin de satisfaire des objectifs mondiaux de réduction d’émissions de gaz à effet de serre et pour assurer une sécurité d’approvisionnement énergétique des pays. Dans ce contexte, le problème d’optimisation de la planification du déploiement à 2050 de la chaîne logistique de l’hydrogène pour le marché des carburants à l’échelle d’un pays, a fait l’objet de notre étude. Nous avons pu nous appuyer sur l’entreprise Air Liquide, son expérience et ses experts en production et en distribution de l’hydrogène industriel, afin de construire une approche du problème satisfaisant les exigences d’un contexte industriel. Après avoir défini et caractérisé le problème d’optimisation à travers une analyse systémique de l’infrastructure de distribution, nous avons proposé une méthode adaptée à sa résolution. Des simulations de Monte Carlo nous ayant permis d’élaborer des fonctions de coût par surfaces de réponse, nous avons alors élaboré une heuristique pour l’optimisation approchée de ces fonctions de coût. Notre approche a nécessité la définition de règles de simulation, d’un plan d’expérience et d’une méthode de régression, ainsi que d’un algorithme heuristique adapté à la structure du problème. La spécification, le développement et l’utilisation d’outils logiciels a permis de valider la méthodologie choisie pour l’optimisation du problème incertain traité dans notre étude. L’élaboration de scénarios d’évolution a permis de créer un contexte de référence permettant de valider le modèle et d’apporter des éléments d’analyse.

  • Titre traduit

    Deployment of the supply chain of hydrogen for fuel market in 2050 : design and development of a decision support tool for scenario analysis


  • Résumé

    The deployment of a market for hydrogen energy is a new problem, considered by governments, industrials and scientists to meet global targets of greenhouse gases emissions reduction and to ensure security in energy supply. In this context, the optimization problem of scheduling the deployment until 2050 of the hydrogen supply chain for fuel market throughout a country has been the object of our study. We get support of Air Liquide Company, his experience and experts in production and distribution of industrial hydrogen, to build an approach to the problem meeting the requirements of an industrial context. After defining and characterizing the optimization problem through a systemic analysis of the distribution infrastructure, we proposed a method suited to its resolution. Monte Carlo simulations enabled us to develop cost functions. Then we developed a heuristic algorithm for approximate optimization of these cost functions. Our approach has necessitated the definition of simulation rules, a design of experiment and a regression method, as well as a heuristic algorithm adapted to the structure of the problem. The specification, development and use of software tools have helped to validate the chosen methodology for the optimization of the uncertain problem of our study. The scenario of evolution has created a reference to validate the model and provide some analysis for early studies of deployment.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (202 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 65297
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