Thèse CIFRE : Approche intégrée Territoire – Système Energétique en vue de la planification des évolutions de l’intégration des infrastructures du réseau de gaz naturel au mix énergétique

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Cifre

Candidat à la thèse :
Julien Crevant, diplôme en génie énergétique, Ecole des Mines d’Albi-Carmaux

Superviseur de la thèse :
Prof. Marie-Hélène de Sède-Marceau, Université de Bourgogne-Franche-Comté, Laboratoire ThéMA

Co-superviseurs de la thèse :
Prof. Massimiliano Capezzali, HEIG-VD
Gladys Montagnole, Directrice régionale GrDF


Objectifs du projet

Dans un contexte de réflexion sur l’intégration des infrastructures gaz naturel au mix énergétique, la thèse propose d’identifier et de formaliser une approche d’analyse et d’aide à la décision (multicritères, multi-échelles et multi-énergies) intégrant des éléments structurels et fonctionnels à la fois des systèmes énergétiques et des systèmes territoriaux. L’enjeu de la recherche est de contribuer à l’unification des ressources informationnelles existantes pour construire de véritables approches d’analyse et de prospective énergétique territoriale multi-vecteurs et multi-scalaires. Cette approche vise à concilier besoins et contraintes territoriales (organisationnelles, environnementales, sociétales...) et énergétiques (au sens large en intégrant les dimensions économiques et technologiques) et à définir les échelles, fonctions, variables à prendre en compte pour développer des solutions d’intégration informationnelles efficaces et évolutives. Plus spécifiquement, nous nous intéresserons à la construction de scénarios énergétiques territoriaux en nous appuyant sur une base informationnelle (énergétique et territoriale) aujourd’hui dispersée et hétérogène, tant du point de vue des données que des outils techniques.

Dans le détail, les objectifs peuvent se décliner en trois sous-ensembles théorique, méthodologique et applicatif, dont l’exploration est prévue de manière itérative (voir Figure 1).

graphe_Cipre_1

Figure 1 : Articulation itérative des objectifs de la recherche

La première partie des objectifs consiste à valider voire à enrichir les approches visant à mieux intégrer territoire et énergie. Cela doit aboutir à la définition, l’enrichissement du système « énergie-territoire » et à l’identification de ses composantes et processus caractéristiques.

Une fois ces bases théoriques validées et enrichies, il va s’agir de développer des approches, méthodes et outils capables de prendre en compte les structures et les processus caractéristiques du système « énergie-territoire ». Nous recourrons alors plus spécifiquement à des approches sémantiques, ontologiques et de modélisation de données, à des analyses comparées des formalismes exploités par les différents acteurs ainsi que des différents niveaux d’interopérabilité potentielle à mettre en œuvre.

Le volet appliqué de la recherche s’appuiera sur des cas concrets afin de valider et enrichir les propositions théoriques et méthodologiques. Plusieurs cas d’études ont été sélectionnés, balayant un certain nombre de dimensions tant énergétiques que territoriales. Cette diversité nous permettra d’aborder différents cadres (infrastructurels ; spatio-temporels ; de gouvernance). Ces différents travaux alimenteront notamment la mise en place d’une grille d’analyse de cas en vue d’une généralisation des propositions méthodologiques.

Le prototypage fonctionnel d’une application de couplage entre outils métiers GRDF, outils de management énergétique urbain et Système d’Information territorial est également envisagé. Elle permettra d’éclairer les conditions de mise en oeuvre et d’intégration au travers notamment de tests d’interopérabilité et la mise au point d’indicateurs composites.


Schema_Cipre

Figure 2 : Premier niveau de représentation du Système Energétique Territorial, adapté de (Fléty, 2014)


 

Programme de travail et cas d’étude

La première partie des travaux nous a permis d’asseoir un socle théorique ainsi que d’identifier nos objets d’études. La prochaine étape va consister en l’analyse de cas concrets, ce qui va nous permettre d’étudier différents environnements énergétiques, territoriaux et informationnels ainsi que leurs interactions avec les projets. Nous avons d’ores et déjà sélectionné quelques projets dont la complémentarité nous permettra de balayer un large spectre de caractéristiques structurelles et fonctionnelles : un projet de méthanisation territoriale dont l’installation est prévue à Rioz, en Haute-Saône ; la mise en place de deux SDE dans les agglomérations de Besançon et Mulhouse. Nous souhaitons par ailleurs compléter ces cas en y adjoignant l’analyse d’un projet urbain (construction d’un éco-quartier) ainsi que d’un projet liant les dimensions urbaines et rurales. Cette sélection est encore en construction et peut être amenée à être complétée. Ce premier volet applicatif intègrera également l’analyse des données GRDF nécessaire pour la planification (production, utilisation, gestion…) ainsi et l’étude informationnelle de dispositifs existants (sources de données, modèles utilisés, architectures…).


Tableau_Cipre

Figure 3 : Avancement et suite des travaux





Outils mobilisés

Les travaux s’appuieront sur l’exploitation d’outils dédiés au développement des réseaux gaz (dimensionnement, planification, gestion, pilotage…) et au management énergétique urbain avec l’outil MEU d’une part, et à la gestion/planification énergétique territoriale avec le système d’information territorial OPTEER d’autre part. Ces outils répondent à des besoins en termes de planification et de prospective territoriale et énergétique et de monitorage opérationnel des entités énergétique relevant de la demande aussi bien que de l’approvisionnement (Capezzali et al., 2014). Leur choix est justifié par leur complémentarité, permettant d’aborder des questions de gestion, de planification et de prospective énergétique de l’échelle du bâtiment à des niveaux loco-régionaux. D’un point de vue plus pragmatique, étant issus de travaux de recherche de la HEIG-VD pour MEU et du laboratoire ThéMA pour OPTEER, ils offrent une garantie en matière d’accès à l’historique et à la philosophie à l’origine de leur développement comme aux codes sources, aux modèles de données, etc.


Bibliographie

Capezzali M., Cherix G., Darmayan L., Restani S., Puerto P. (2014). Evolution of and additional functionalities to the city energy planning platform MEU. International Gas Union Research Conference (IGRC, 2014), Denmark, 2014.

Fléty Y. (2014). Vers une mise en observation des systèmes énergétiques territoriaux. Une approche géographique pour territorialiser l’énergie. Thèse de géographie soutenue le 28 janvier 2014, laboratoire ThéMA, UMR-6049, CNRS et Université de Franche-Comté.