Etude comparative de la production, stockage et consommation d'énergie thermique en milieu urbain aux échelles individuelle et collective

par Alain Goumba Cyubahiro

Projet de thèse en Electronique, Optronique et Systèmes

Sous la direction de Tarik Bourouina.


  • Résumé

    Dans la perspective de réduire la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre à l'horizon 2020 ou 2050, des efforts importants doivent être consentis au niveau de la ville qui est la première consommatrice d'énergie. En France, 35.2% de la consommation énergétique totale correspondent aux besoins en chauffage et en Eau Chaude Sanitaire (ECS) dans les bâtiments. L'intégration de systèmes innovants de production d'énergie thermique dans la ville est donc un facteur essentiel face à ces défis énergétiques. L'objectif de la thèse est donc de développer un outil d'aide à la décision permettant d'identifier des stratégies optimales d'implantation des systèmes énergétiques pour une ville durable. Dans un premier temps, il s'agit d'identifier les différentes sources d'énergies renouvelables ou de chaleur fatale disponibles dans la ville et susceptibles d'alimenter le système de production d'énergie thermique tel que la pompe à chaleur couplée à l'habitat. Ensuite, le travail consistera à développer un outil d'optimisation par modélisation dont les résultats seront évalués sur la base de critères énergétiques, environnementaux et économiques. Le modèle envisagé devra prendre en compte les multiples sources à disposition (air, eaux usées, data center, UIOM, solaire, géothermie, etc.) ainsi que les différentes utilisations (ECS, chauffage), tout en considérant le caractère multi-échelles de la problématique (système de production, bâtiment, immeuble, quartier). Par ailleurs, pour prendre en compte le caractère temporel des sources d'une part et des besoins d'autre part, il sera fait appel à l'étude d'intégration de stockage énergétique. Un pilotage du système global sera également étudié.

  • Titre traduit

    Comparative study of production, storage and consumption of thermal energy in urban city - from individual to collective


  • Résumé

    The city is the first energy consumer. For this, many dispositions are taken to increase green energy utilization and to reduce greenhouse gas emission. For example, in France, 35.2% of the total energy consumption represents the needs for heating and domestic hot water (DHW) in buildings. The utilization of innovative systems for thermal power generation or waste heat recovery in the city is considered as an efficient. Waste heat recovering depends on temperatures, distribution mode and adaptation between source and demand. Heat pump is considered as an effective solution for the production of domestic hot water or heating needs but her performance depends on the installation (adaptation to needs, sizing), sources / transmitters used (meteorology), control strategies, etc. The objective of this thesis is to develop a decision support tool to identify optimal strategies and configurations of heat pump systems to produce heat energy. Different recoverable and renewable sources available in the city will be studied. As for the applications, only the ECS and the heating will be taken into account.