Doctorat sur l’optimisation multicritère des systèmes locaux d’énergies renouvelables, Belgium

Belgique
Publié il y a 2 mois

FEDECOM vise à permettre des systèmes énergétiques locaux intégrés grâce au couplage sectoriel et à l’intégration des vecteurs énergétiques croisés, augmentant la pénétration des SER grâce à une utilisation optimale des actifs de répartition, de stockage et de conversion de l’énergie. FEDECOM poursuit l’idée que l’électricité devienne le premier vecteur énergétique, avec les réseaux électriques comme épine dorsale de la décarbonation de tous les secteurs de l’énergie et les agrégateurs comme pierre angulaire de l’exploitation potentielle. FEDECOM adopte et maximise les synergies potentielles de deux stratégies de déploiement complémentaires : (i) l’électrification directe (par exemple via l’électrification à la demande), et (ii) l’électrification indirecte (avec la technologie power-to-X). FEDECOM fournira une plate-forme cloud évolutive et adaptable composée de services d’analyse, de modélisation et d’optimisation pour la planification, supervision et contrôle des systèmes énergétiques locaux intégrés (électricité, gaz, chauffage et froid, industrie, mobilité électrique et hydrogène). Des opérations optimisées des systèmes intégrés seront démontrées dans le cadre d’infrastructures hybrides SER/stockage, tout en permettant une stratégie holistique de réponse à la demande (DR) coopérative à travers la fédération des communautés énergétiques. Avec un concept de communautés énergétiques fédérées, FEDECOM libère le potentiel de flexibilité, permet l’échange d’énergie et fournit des actions coordonnées sur des sites proches et distants, tout en maximisant l’impact positif sur le niveau de transmission du réseau. Le package intégré de FEDECOM sera vérifié sur trois vrais pilotes à grande échelle, chacun composé de plusieurs sites de démonstration (fédérés) (communautés) : Spanish Virtual Green H2 Federation, Fédération Suisse de l’Hydroélectricité Résidentielle et Fédération BENElux transnationale de l’e-Mobilité. FEDECOM est un consortium de 18 acteurs de 8 pays différents. L’acronyme signifie « Approche FEDErated -system of systems- for flexible and interoperable energy COMmunities ».

Description du doctorat

L’optimisation du système énergétique est mieux étudiée avec des outils dédiés tels que ESOM (modèles d’optimisation du système énergétique). EnergyScope TD ( https://energyscope.readthedocs.io/en/latest/index.html) développé par l’EPFL et l’UCLouvain est un tel modèle. Il optimise le coût total d’un système énergétique sous la contrainte d’émissions prescrites de CO2. Compte tenu de la demande (c’est-à-dire électricité, chaleur et mobilité), le modèle choisit les ressources (solaire, éolien, hydraulique, gaz, etc.) et les technologies (éoliennes, voitures électriques, pompes à chaleur, gazéification du bois…) appropriées pour les satisfaire. Il comprend de nombreuses technologies différentes et permet le couplage sectoriel et le stockage saisonnier. L’optimisation est basée sur la minimisation du coût du système comprenant l’investissement, la maintenance et l’exploitation. A titre d’illustration, le modèle a été appliqué au cas de la Belgique ( https://www.mdpi.com/1996-1073/13/1/261 ). Dans le cadre du projet FEDECOM, le modèle doit être étendu à d’autres critères et devenir un outil d’analyse décisionnelle multicritères (MCDA). Les critères supplémentaires sont basés sur l’analyse du cycle de vie (ACV) des différentes technologies et de leurs utilisations. En effet, pour apporter un éclairage différent sur les technologies jugées optimales pour les futurs systèmes énergétiques, des critères environnementaux supplémentaires doivent être ajoutés. Une fois développé et adapté à l’étude des systèmes énergétiques locaux, le modèle sera inclus dans la plateforme développée dans le cadre du projet FEDECOM et appliqué aux différents sites pilotes à la fois comme outil de conception et d’évaluation.

A partir des versions existantes d’EnergyScope TD, le doctorant travaillera principalement sur le développement du modèle, incluant la collecte, via la littérature et le contact avec les partenaires du projet, de données complémentaires. Un mémoire de master fournit une première base au travail (https://dial.uclouvain.be/memoire/ucl/en/object/thesis%3A33139). La version multi-cellules du modèle semble être la meilleure candidate mais celle-ci sera remise en question en début de thèse. Après le développement, le candidat validera d’abord le modèle et l’appliquera aux cas pilotes. Aussi, le candidat sera l’interlocuteur de l’UCLouvain tout au long du projet.

Le modèle de décision multicritères sera utilisé par les industriels pour nuancer les solutions d’optimisation des coûts. Ainsi, le projet implique des interactions avec les partenaires du projet et également avec deux post-doctorants recrutés à l’UCLouvain sur le projet. Ils travailleront sur l’approche ACV du modèle et le couplage d’EnergyScope TD avec un modèle de dispatch (ex. Dispa-Set).

Description de l’équipe

Cette offre concerne un doctorat à l’UCLouvain (Louvain-la-Neuve, Belgique) sous la direction du Prof. H. Jeanmart.

Hervé Jeanmart concentre ses efforts de recherche sur trois axes : Système énergétique, conversion de la biomasse et combustion. Dans le domaine du système énergétique, il étudie la disponibilité et l’accessibilité des énergies renouvelables. Il travaille sur le besoin de stockage pendant et après la transition. Il participe au développement d’Energyscope TD. Il a également développé un intérêt croissant pour le lien entre énergie et économie.

L’équipe de recherche sur l’énergie durable à l’UCLouvain est dirigée par deux professeurs, H. Jeanmart et F. Contino. Une vingtaine de chercheurs (doctorants et post-doctorants) travaillent avec eux. Plusieurs chercheurs de l’équipe utilisent ou développent le modèle EnergyScope. Les axes de développements actuels sont l’approche multi-cellules, l’optimisation basée sur les agents, et le couplage avec des modèles dispatch ou économiques. De plus, le modèle est utilisé dans plusieurs projets, tels que BEST-energy ( https://best-energy.be/ ) et une coopération avec la Bolivie.

Date de début : janvier 2023 (ou avant)

Date de fin : septembre 2026

Location: UCLouvain (Louvain-la-Neuve, Belgium)

Salaire : 1950€ (revenu net approximatif)

Profil : Les candidats doivent maîtriser l’anglais, être motivés et avoir une bonne connaissance du contexte énergétique.

Une expérience en programmation, optimisation et analyse du cycle de vie améliorerait le classement.

Candidature : les candidatures doivent contenir une lettre de motivation, une lettre de recommandation, une courte analyse de l’outil EnergyScope TD (une page maximum) et une courte vidéo (2 minutes maximum) expliquant pourquoi nous devrions embaucher le candidat. Le dossier de candidature est à envoyer à herve.jeanmart@uclouvain.be

Caractéristiques de l'emploi

Catégorie emploiDoctorat

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