Soutenance de thèse – Karine BOUTY
Vendredi 10 Décembre 2021 à 14h30
au Bourget du Lac, dans l’amphithéâtre 110 du bâtiment de l’IUT
Modélisation du productible solaire en milieu urbain
Résumé
Le projet de recherche est lié au potentiel de production d’énergie solaire dans le contexte de la transition énergétique et de la densité urbaine. Il repose sur une approche numérique / expérimentale, multi-physique et multi-échelles allant des composants BIPV (collecte de l’énergie solaire, conversion) à l’échelle de la ville (métabolisme de l’énergie urbaine) à l’échelle du district (effets inter-bâtiments) et vise à minimiser la consommation d’énergie, l’optimisation de la production d’énergie solaire et l’atténuation du phénomène climatique urbain (en particulier les îlots de chaleur urbains). Les travaux permettront de prendre en compte la géométrie du quartier et son microclimat (effets inter-bâtiments, rayonnement diffus, vent, végétation …) pour l’optimisation de la production d’énergie à partir de l’énergie solaire, des formes et de la densification urbaine: – sur la base des données statistiques météorologiques et des données numériques d’élévation, – renseignant à l’échelle du bâtiment (unité de base) les potentiels de production d’énergie photovoltaïque liés aux besoins énergétiques estimés ou mesurés, ainsi que le potentiel d’autoconsommation électrique, – prenant en compte les conditions climatiques locales qui influencer la performance des panneaux solaires et l’efficacité énergétique des bâtiments. Approche développée : L’approche proposée est multi-échelle. Une première phase consistera à caractériser les conditions aux limites (environnement urbain) d’exploitation des bâtiments et des centrales solaires simulées et analysées dans une seconde phase. Étape 1- Modélisation géographique et climatique du paysage urbain Pour évaluer de manière détaillée le potentiel de production solaire physique, temporel et géographique afin de répondre aux besoins énergétiques des bâtiments, il est nécessaire de suivre les étapes suivantes: Collecte et constitution des données d’entrée; modélisation de phénomènes physiques (rayonnement, flux d’air, en tenant compte des effets thermiques entre bâtiments, de la végétation, etc.); interfaçage et analyse de données. Cette étape nécessite un ensemble d’informations concernant les caractéristiques pertinentes des surfaces et de leur environnement, c’est-à-dire un modèle numérique de surface (DEM). Ce type de données peut être obtenu en utilisant plusieurs techniques, telles que de simples images aériennes ou satellitaires auxquelles nous aurons accès. Cependant, d’autres techniques apporteraient un degré de précision intéressant. Étape 2- Modélisation des bâtiments et des composants solaires intégrés La phase précédente permettra de combiner dans cette étape les modélisations: – la typologie des bâtiments, leur composition, leur comportement énergétique (BES), y compris les technologies solaires intégrées – la morphologie des zones, des simulations des microclimats (CFD, rayonnement solaire, réflexions et transferts multiples), des interactions avec l’atmosphère, le sol et entre les bâtiments eux-mêmes afin d’évaluer le bilan énergétique à différentes échelles.
Composition du jury
M Christophe MENEZO Université Savoie Mont-Blanc Directeur de thèse
M Marc MUSELLI CNRS – Università di Corsica Rapporteur
Mme Stéphanie GIROUX Claude Bernard University Lyon 1 Examinatrice
M Christian INARD Université de La Rochelle Rapporteur
M Leon GAILLARD CTO cofounder at Heliocity Co-encadrant de thèse
Mme Marjorie MUSY cerema Examinatrice
M Martin THEBAULT CNRS Examinateur
M Ismaël LOKHAT Cythelia Energy Invité