Optimisation territoriale des ressources énergétiques locales par méthode du pincement // territorial optimization of local energy resources by pinch method

Topic description

Cette thèse vise à développer un outil innovant pour améliorer la gestion des ressources énergétiques locales à l'échelle des territoires, en réponse aux enjeux cruciaux de la transition énergétique, de la décarbonation et de la souveraineté énergétique. La démarche s'appuie sur la méthode du pincement, traditionnellement utilisée pour optimiser les flux thermiques en milieu industriel, qu'il convient d'adapter afin d'analyser la complexité des systèmes territoriaux intégrant la diversité et la variabilité (spatiale et temporelle) des vecteurs énergétiques (électricité, chaleur, froid, gaz) territoriaux. La recherche se structure en trois axes principaux : d'abord, une revue systématique de la littérature permettra d'identifier les avancées et limites des applications existantes de cette méthode, notamment dans le contexte de l'intégration des énergies renouvelables et des stratégies multi-énergies. Ensuite, la méthode sera étendue et adaptée, en intégrant la diversité des vecteurs et leurs qualités thermodynamiques, avec une attention particulière à la variabilité spatio-temporelle des ressources renouvelables telles que le solaire ou l'éolien. La prise en compte des contraintes liées à ces énergies intermittentes, ainsi que l'analyse exergétique pour une évaluation fine de la qualité énergétique, seront des éléments clés de cette étape. Enfin, la méthode consolidée sera appliquée à un cas d'étude réel, permettant d'évaluer ses performances dans un contexte concret, en la confrontant à d'autres approches de gestion des flux. L'objectif est d'offrir une solution robuste, adaptable et transposable, capable de favoriser une gestion territoriale plus efficace, durable et résiliente, tout en impliquant les acteurs locaux et en tenant compte des spécificités socio-économiques et patrimoniales des territoires.
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This thesis aims to develop an innovative tool to improve the management of energy resources at the territorial level, addressing critical issues such as the energy transition, decarbonization, and local autonomy. The approach is based on adapting the traditional pinch analysis method, originally used for optimizing thermal flows in industrial settings, to analyze the complexity of territorial systems that incorporate multiple energy vectors (electricity, heat, cold, gas) and their respective diversity and variability. The research is structured into three main axes: first, a systematic literature review will identify existing advancements and limitations of this method, particularly regarding the integration of renewable energies and multi-energy strategies. Next, the method will be extended and adapted to include the diversity of vectors and their thermodynamic qualities, with special attention to the spatial-temporal variability of renewable resources such as solar and wind energy. Incorporating constraints related to these intermittent energies and using exergy analysis for a detailed assessment of the energy value will be key components of this phase. Finally, the consolidated method will be applied to a real case study to evaluate its performance in a practical context, comparing it with other energy flow management approaches. The goal is to provide a robust, adaptable, and transferable solution that fosters more efficient, sustainable, and resilient territorial energy management, while actively involving local stakeholders and considering the specific socio-economic and patrimonial characteristics of each territory.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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Concours pour un contrat doctoral