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PERSEE 08 - Modélisation et analyse techno-économique de la synergie entre les réseaux d'électricité et de gaz.

PERSEE 08 - Modélisation et analyse techno-économique de la synergie entre les réseaux d'électricité et de gaz.

(PERSEE 08 - Modeling and techno-economic analysis of the synergy between electricity and gas networks.)

Proposition de thèse

SpécialitéEnergétique et Procédés
Ecole doctoraleSMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur
Directeur de thèseKARINIOTAKIS Georges
Co-directeur de thèseMICHIORRI Andrea
Unité de rechercheEnergétique et Procédés
Contact
Site Webhttp://www.persee.mines-paristech.fr/
Mots-clésRéseaux énergétiques intelligents, réseaux de gaz, flexibilité, prospective, optimisation, power to gaz
Smart Energy Networks , gas networks, flexibility, prospective study, optimization, power to gaz
RésuméLa transition énergétique en France modifie la perception des énergies, influençant profondément la place du gaz dans le mix énergétique. GRDF propose une vision équilibrée et complémentaire des réseaux d'énergie. A l'amont, le réseau de gaz évolue vers le biométhane et met à disposition une énergie verte pour les usages chaleur / électricité / mobilité, ainsi que le power to gas comme base de stockage. A l'aval, les produits gaz innovants (piles à combustibles, micro-cogénération, systèmes hybrides) réalisent des ponts entre les besoins d'électricité et de chaleur et assurent un soutien souple et flexible au réseau électrique. Enfin, le smart gas grid devient le chef d'orchestre d'un réseau moderne et optimisé.

La complémentarité des réseaux d'énergie semble évidente mais est pourtant trop peu mise en œuvre aujourd'hui. Les apports énergétiques sont vus de manière silotée et systématique en tenant trop peu compte des opportunités et contraintes locales, en favorisant trop peu les synergies entre vecteurs énergétiques.
The energy transition in France changes the perception of energies, deeply influencing the place of gas in the energy mix. GRDF offers a balanced and complementary view of energy networks. Upstream, the gas network evolves towards biomethane and provides a green energy for heat, electricity and mobility, as well as power to gas as a storage base. Downstream, innovative gas products (fuel cells, micro-cogeneration, hybrid systems) bridge bridges between electricity and heat requirements and provide flexible and flexible support to the electricity grid. Finally, the smart gas grid becomes the conductor of a modern and optimized network.

The complementarity of energy networks seems obvious but is too little implemented today. Energy inputs are seen in a silo and systematic way, taking too little account of local opportunities and constraints, by favoring too little the synergies between energy vectors.
ContexteLe démonstrateur Nice Smart Valley s'inscrit dans la suite du projet de démonstration NiceGrid. Il introduira des flexibilités locales pour répondre aux enjeux du système électrique. Un des trois use case du projet cherche à mettre en place un mécanisme de gestion de la flexibilité pour répondre aux enjeux locaux du réseau de distribution électrique. 10% de la flexibilité disponible s'appuiera sur des technologies gaz innovantes et flexibles : module de micro-cogénération et systèmes hybrides. Ils seront répartis en 14 sites envoyant des données énergétiques (gaz, thermique, élec) au pas 1 à 10 minutes durant 18 mois à partir de 2018. L'enjeu est de donner un sens scientifique aux premiers résultats pour évaluer les atouts du réseau de gaz dans un mix énergétique équilibré et sobre, compatible avec la transition énergétique.
EncadrementCo-encadrant externe : Régis CONTREAU, GrDF
Profil candidatProfil et compétences recherchées type pour une thèse à MINES ParisTech: Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais. Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.
Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) : Le profil recherché doit associer des compétences en génie électrique. Des compétences en mathématiques appliquées (i.e. optimisation) et en programmation informatique (i.e. en MATLAB, R) sont nécessaires. Le candidat devra être motivé par le travail d'équipe et la participation au sein de groupements partenariaux (notamment au travers des collaborations dans le cadre de projets de recherche.)
Pour postuler : merci d'envoyer votre CV ET lettre de motivation à georges.kariniotakis@mines-paristech.fr et à andrea.michiorri@mines-paristech.fr en mettant « Thèse CIFRE GRDF 2017 » ET de remplir le formulaire au lien https://goo.gl/C8UtyG à georges.kariniokatis@mines-paristech.fr :
- un CV,
- une lettre de motivation,
- les coordonnées d'un ou deux référents.
Résultat attenduLa thèse délivrera une vision claire de l'intérêt des flexibilités gaz / électriques pour le réseau électrique, une comparaison avec d'autres sources de flexibilité et des outils pour une planification multi-énergie des réseaux alimentant un territoire avec un fort taux de pénétration des énergies renouvelables et gaz.
ObjectifL'objectif principal du travail de recherche de ce projet de thèse est d'évaluer le potentiel et la faisabilité technique d'une synergie entre les réseaux d'électricité et de gaz à différentes échelles temporelles et spatiales. Plusieurs pistes de recherche sont identifiées, en interaction avec les partenaires européens du projet INTERFLEX :
• Extrapoler les résultats du démonstrateur Nice Smart Valley (NSV) à l'échelle d'un territoire pour évaluer l'intérêt des flexibilités hybrides pour soutenir le système électrique (économique / énergétique / environnemental), en tenant compte du développement progressif du biométhane
• En tirer des enseignements et des éléments de méthode pour une planification territoriale intégrée, c'est-à-dire tenant compte des ressources, des besoins et des infrastructures du territoire et des impacts environnementaux, économiques et sociaux des options énergétiques pressenties.
• Déboucher sur coût et valeur de la flexibilité hybride locale permettant notamment d'évaluer :
o Les flexibilités hybrides vs flexibilité électrique
o Réseau de gaz vs stockage électrique
RéférencesNR
Type financementConvention CIFRE

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