Modélisation des systèmes électriques et thermiques au sein d’une ville

par Cécile Forgue

Projet de thèse en Doctorat Aménagement

Sous la direction de Mindjid Maizia.

Thèses en préparation à Tours , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences de l'Homme et de la Société (Tours) depuis le 13-11-2015 .


  • Résumé

    La demande en énergies électrique et thermique d’une ville produit, au cours d’une journée et tout au long de l’année, une courbe de charge correspondant à la puissance appelée nécessaire à son fonctionnement. C’est à partir de cette courbe que les fournisseurs d’énergie dimensionnent les infrastructures qu’ils doivent mettre en place pour répondre à la demande (ce dimensionnement revient à déterminer la capacité de l’infrastructure, à savoir la puissance appelée maximale). En discernant les paramètres qui agissent sur cette courbe de charge il pourrait être envisageable de la lisser. Ceci induit alors la possibilité de modifier le type d’infrastructure choisit pour la production d’énergies. L’objectif étant de ne pas affecter ni la qualité de service (pas de pénurie, blackout, etc.) ni la quantité d’énergie consommée ; les modifications interviennent sur la puissance maximale appelée qui diminue et non l’énergie consommée. Cette thèse soulève les questions suivantes : • Quels paramètres strictement urbains (forme urbaine, réseaux de distribution de l’énergie, etc.) agissent sur la courbe de charge, à quel point sont-ils des leviers pour minimiser la taille des infrastructures ? • Est-il envisageable de satisfaire aux demandes électrique et thermique à partir d’une production locale ? • Quels sont les gisements associés aux technologies dédiées à la modification des courbes de charge (notamment smart-grids) ? Répondre à ces questions revient à représenter, à partir d’un travail de modélisation (effectué grâce à toaster), les flux électriques et thermiques circulant au sein d’un territoire urbain. Ces derniers sont supposés répondre aux besoins des bâtiments et de leurs occupants. L’objectif est d’assimiler la ville à un système dynamique et de reconstituer les charges énergétiques dans un format horo-saisonnier et pluriannuel. Le modèle développé dans la thèse offrira ainsi la possibilité d’appréhender les flux électriques et thermiques tout en considérant les variations des puissances appelées au cours de l’année (au pas horaire). Les leviers urbain seront intégrés à ce travail de modélisation et permettront de mesurer les effets de diverses solutions d’aménagement urbain (dans le sens spatial de ce terme). Appliquée à la métropole de Lyon, cette thèse fait partie du projet Systèmes Urbains Dynamiques auquel sont associés des laboratoires de recherche tels que l’IFSTAAR, le LEMA, ARMINES, le LET et des entreprises ; INNHOTEP, Energies Demain, ENIA.


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