Soutenance de thèse d'Ibrahim Al Asmi (ENS Rennes / Laboratoire SATIE).
Spécialité : Génie électrique

Résumé :
La thèse traite de la modélisation et de la co-optimisation du stockage de chaleur haute température dans le cadre d’un réseau multi-énergies. L’objectif est de développer des outils pour optimiser la gestion et le dimensionnement des composants physiques d’un réseau multi-énergies combinant chaleur et électricité.
Le contexte général des systèmes énergétiques et leur transition vers la décarbonation est exposé, en mettant en évidence l’intérêt des technologies de stockage thermique haute température pour intégrer les énergies renouvelables, telles que l’éolien, le photovoltaïque et la chaleur fatale.
Un métamodèle 1D du stockage thermique haute température est développé, utilisant une fonction paramétrique pour approximer dans l’espace le profil de température à un instant donné. Ce même métamodèle est basé sur une approximation temporelle de l’évolution d’état
du système, ce qui réduit considérablement le temps de calcul.
Le modèle 1D de la littérature et le métamodèle développé sont validés en étudiant différents stockages thermoclines sur un cycle de charge-décharge. Des comparaisons sont effectuées entre les résultats du modèle 1D, du métamodèle et les données expérimentales. Le métamodèle peut être également calibré directement sur les données expérimentales en cas de défauts présents dans l’installation.
Différentes techniques d’optimisation sont comparées, ainsi que différents formulations mathématiques correspondant à différents cas d’études. Dans certains cas, des gains significatifs en gestion et en dimensionnement énergétique du stockage sont démontrés en utilisant le métamodèle, par rapport à des modèles 0D simplifiés.
La co-optimisation d’un réseau multi-énergies, combinant électricité et chaleur, est étudiée en utilisant une méthode de commande prédictive et un modèle 0D simplifié du stockage thermique. Les résultats montrent que la coopération entre les vecteurs énergétiques peut
réduire significativement la capacité de stockage nécessaire.
La thèse conclut sur les principales contributions et les perspectives pour améliorer la qualité des métamodèles, mieux caractériser le vieillissement du stockage thermique et étendre la vision multi-énergies aux vecteurs hydrogène et eau. Le travail a été réalisé en collaboration avec la société Eco-Tech CERAM, spécialisée dans les technologies de stockage thermique haute température, avec pour objectif final d’optimiser la gestion et le dimensionnement énergétique dans des réseaux multi-énergies.

Mots clés : stockage thermique haute température, optimisation, modélisation, réseaux multi-énergies.

свернуть