Soutenance de thèse de doctorat d'Arthur CLERJON (5 mars 2021)

Intitulé : Analyse et modélisation des impacts du développement des énergies renouvelables intermittentes sur le système énergétique Français : Etude du potentiel du stockage de l’électricité, et de la complémentarité avec la chaleur. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- # 00:00 : Introduction, présentation du jury 01:29 : 1) Présentation de la thèse "2:40" : Contexte général et état de l'art "8:25" : Présentation du sujet de thèse 12:26 : 2) Résultats 13:32 : A/ Quantification du besoin de flexibilité 20:56 : B/ Quelle solution pour quel besoin ? 24:18 : C/ Complémentarité entre les différentes solutions 29:35 : D/ Couplage électricité / chaleur 39:25 : 3) Conclusion 42:06 : Limites 43:22 : Perspectives 46:42 : Intervention de Sylvain Quoilin, rapporteur 1:11:17 : Intervention de Régis Réau, rapporteur 1:36:51 : Intervention de Marie Dégremont 1:52:40 : Intervention de François Maréchal 2:21:21 : Intervention de Stéfano Moret 2:43:31 : Intervention de Didier Roux 2:58:04 : Intervention de David Game 3:07:33 : Intervention de Daniel Suchet 3:18:37 : Intervention de Luc Salvo, président du jury 3:23:57 : Intervention de Yves Bréchet, directeur de thèse 3:29:02 : Intervention de Fabien Perdu, encadrant 3:31:05 : Délibération et résultat ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- # Résumé : La France affiche une volonté de développer massivement les énergies renouvelables intermittentes – éolien et photovoltaïque - tout en diminuant la part des sources pilotables, ici le nucléaire. Ce changement de paradigme implique de repenser la gestion des systèmes énergétiques. En effet, l’intermittence des renouvelables génère un besoin de flexibilité à différentes échelles de temps, de l’heure à l’année. Ne pouvant plus se reposer sur la flexibilité des moyens pilotables, cette thèse questionne le potentiel d’autres moyens pour y répondre : stockage d’électricité, surdimensionnement de la production et réseaux de chaleur. Face à la nécessité d’une approche système, des modèles simples ont été développés pour affiner la compréhension des interdépendances entre production et stockages. Les indicateurs optimisés sont économiques (€) mais aussi environnementaux : énergie grise et émission de gaz à effet de serre sur l’ensemble du cycle de vie. Les performances des systèmes considérés sont celles d’aujourd’hui et leur développement est limité par les ressources et l’espace disponibles. Sans rentrer dans le détail précis du fonctionnement de chaque technologie, cette approche physique donne les domaines de fonctionnement optimaux des différentes technologies, et les cas difficiles pour lesquels les solutions manquent encore. Dans un premier temps, le besoin en flexibilité généré pour différents taux de pénétration de l’intermittence est quantifié pour plusieurs échelles de temps. Cela permet de comparer le potentiel de différentes technologies de stockage d’électricité à chacune de ces échelles pour mettre en phase production et consommation. Les résultats montrent que les temps longs –-- typiquement le stockage saisonnier –-- sont ceux qui demandent les plus gros investissements pour une faible rentabilité. Ensuite, les mécanismes de compétition entre plusieurs stockages et le surdimensionnement sont analysés pour montrer dans quel cas les optimums utilisent des solutions complémentaires. L’étude aborde alors le potentiel du couplage entre le réseau électrique et le réseau de chaleur comme moyen de flexibilité, notamment pour la gestion des besoins longs termes. Ce travail de thèse se focalise sur l’échelle française, bien que la méthodologie soit applicable ailleurs. Dirigé par Yves Bréchet En cadré par Fabien Perdu au CEA Liten