Systèmes et bâtiments Intégrés à la ville et aux Territoires : SITE

A l’échelle d’un territoire urbain (les villes concentreront à horizon 2050 les deux tiers de l’humanité), le bâtiment doit être vu comme un nœud actif du système énergétique: producteur d’énergie, connecté avec le réseau électrique, inter-agissant à l’échelle du quartier, soumis à un microclimat mal connu et habité par des occupants aux comportements eux aussi mal connus.

Ce thème porte sur l’étude et l’optimisation des performances de bâtiments ou parcs de bâtiments dans leur environnement avec une approche résolument globale. Les interactions entre les bâtiments via les réseaux d’énergie pourront être étudiées jusqu’à l’échelle d’un territoire. Il s’agira de considérer les spécificités liées aux échelles spatio-temporelles considérées en termes de données d’entrée, de modélisation, de caractérisation expérimentale et de performances à optimiser.

Orientations scientifiques

Concernant la production d’énergie, nous nous attachons au développement d’outils de type cadastre solaire « amélioré » permettant de prendre en compte ces spécificité du milieu urbain ainsi que toute son étendue

 

Modélisation du potentiel solaire sur centrale PV (Diva for Rhino4Diva – projet G2Solaire)

 

 

Outre les efforts déployés sur l’évaluation du potentiel de production (thermique et électrique), il est nécessaire d’améliorer l’adéquation entre l’offre et la demande. Afin de répondre à cette problématique, les réseaux urbains d’énergie permettent de mutualiser massivement des gisements locaux d’ENR&R (ENergies Renouvelables et de Récupération), en s’appuyant sur le foisonnement des ressources et des besoins sur un territoire, dans un objectif d’autoconsommation collective. Une attention particulière est portée sur l’évolution des réseaux de chaleur urbains vers les basses températures (réseaux de IVème génération) permettant l’intégration massive de sources d’énergies renouvelables et de récupération (Projets OREBE soutenu par la région AURA et RETHINE financé par l’ADEME).

Ainsi, les bâtiments seront potentiellement des prosumers (producteurs/consommateurs) et participeront à la satisfaction des besoins par une production décentralisée. Les sous-stations bidirectionnelles, permettant alors de valoriser ces capacités de production locales, constituent un axe de développement qui contribuera à l’efficacité énergétique du territoire raccordé au réseau. La nature intermittente des énergies renouvelables implique d’inclure des solutions de stockage des énergies afin de gérer le déphasage entre la production et le besoin. Cet enjeu se traduit par une demande forte d’outils d’aide à la décision multicritères (énergétique, environnemental, économique…) à destination des acteurs du domaine afin de les aider à engager cette transition énergétique de façon éclairée. L’intégration et le dimensionnement de ces différentes technologies nécessitent alors une approche systémique dynamique, s’appuyant sur une analyse exergétique permettant de caractériser les qualités des énergies mises en jeu (thermiques, électriques…), pour une utilisation rationnelle des énergies sur un territoire.