Arthur AH-NIEME

Contact : arthur.ah-nieme[at]univ-reunion.remove-this.fr

 

Titre de la thèse : Étude du vitrage thermochrome soumis au rayonnement solaire en physique du bâtiment
Study of thermochromic glazing under solar radiation in building physics

Doctorat préparé : Physique du Bâtiment

Mots-clés de la thèse : Vitrage thermochrome,Modélisation,Validation expérimentale,Efficacité énergétique,Rayonnement solaire,Eclairement naturel
Thermochromic glazing,Modelling,Experimental validation,Energy Efficiency,Solar radiation,Daylighting

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : HARRY BOYER - 0262579140 - harry.boyer[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PREX
- Co-encadrant : Dimitri BIGOT - 0262962893 - dimitri.bigot[at]univ-reunion.remove-this.fr - Quotité de temps : 100 % - grade MCF
CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: Les dispositifs d’éclairement naturel innovants constituent des procédés techniques à haute performance énergétique, pouvant être avantageusement utilisés dans le bâtiment, en particulier à l’échelle locale où le gisement solaire extérieur est très abondant. Dans la suite de nos travaux, l’objectif est d’étudier le comportement de composants complexes du type vitrage thermochrome (changement de couleur en fonction de la chaleur) sous l’effet du rayonnement solaire incident. La modélisation physique et numérique à l’échelle des codes de simulation en physique des bâtiments, la validation globale des modèles élaborés, leur intégration à des plateformes du laboratoire et leur l’application à des cas concrets concernant La Réunion constitueront les principales parties de cette étude. In fine, l’objectif de ces travaux est d’intégrer les modèles élaborés à des outils de simulation du comportement thermique et photométrique de bâtiments (du type CODYRUN/ENERGY+), fournissant ainsi les moyens de prédiction fine et simultanée des impacts énergétiques et des conditions de conforts thermique et visuel.

 

Kamil Abdallah AMARILLIS

Contact : kamil-abdallah.amarillis[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Valorisation énergétique des déchets ménagers et assimilés aux Comores : application à la gazéification pour la production d’électricité aux Comores
Energy recovery from household and similar waste in Comoros: application to gasification for electricity production in Comoros

Doctorat : Environnement

Mots-clés de la thèse : Valorisation,énergies,déchets ménagers,Gazéification,électricité,Comores
recovery,energy,houshold waste,gasification,eletricity,Comoros

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : JEAN-CLAUDE GATINA - 0262579539 - jean-claude.gatina[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: La présente thèse, est consacrée sur la méthode de valorisation énergétique des déchets ménagers et assimilés aux Comores.
Face à l’augmentation de la quantité des déchets et à son impact négatif sur l’environnement, il est aujourd’hui capital de trouver un moyen de les traiter. Ainsi, notre étude sera consacrée sur la conversion thermochimique des déchets mixtes en énergie électrique à partir de la gazéification. L’obtention H2, CH4, CO, CO2 et N2 nécessites plusieurs étapes intermédiaires de transformation de la biomasse. Malgré la large flexibilité d’utilisation de la méthode, peu d’études bibliographiques ont été avancées sur l’application des déchets mixtes. De ce fait, Plusieurs défis sont à relever, à savoir le choix du type et de la taille du réacteur, de la matière première et de l’agent gazéifiant.
La caractérisation physico-chimique et thermique et d’autres procédés tels que le reformage et la pyrolyse sont des paramètres aussi importants à tenir en compte. Pendant la gazéification des produits indésirables peuvent être produits comme les goudrons et le CO2. Nous nous posons alors la question suivante. Quelle méthode de gazéification, quels techniques et réactions chimiques allons-nous mettre en avant pour améliorer le système et le rendement du gaz de synthèse et de l’hydrogène au détriment des goudrons et du CO2 ?
Dans un premier temps, des enquêtes, spéciales et temporelles sur l’évaluation du potentiel des déchets sont prévues dans le territoire comorien. Des scénarios et simulations seront étudiés tout au long du processus. Pour plus de fiabilité, des confrontations des méthodes utilisées avec ceux des modèles existants sont nécessaires. Ensuite, des protocoles de simulation seront proposés afin de mettre en œuvre l’optimisation des processus retenus. Cette dernière sera validée par une approche expérimentale au sein du Laboratoire PIMENT sur un gazéifier pilote.

Résumé du projet de thèse en anglais: This thesis is devoted to the method of energy recovery of household and similar waste in Comoros.
Faced with the increase in the quantity of waste and its negative impact on the environment, it is now crucial to find a way to treat it. Thus, our study will focus on the thermochemical conversion of mixed waste into electrical energy from gasification. Obtaining H2, CH4, CO, CO2 and N2 requires several intermediate stages of biomass transformation. Despite the wide flexibility of the method, few bibliographic studies have been advanced on the application of mixed waste. As a result, several challenges have to be addressed, namely the choice of reactor type and size, feedstock and gasifying agent.
Physico-chemical and thermal characterization and other processes such as reforming and pyrolysis are also important parameters to be considered. During gasification undesirable products can be produced such as tars and CO2. We then ask ourselves the following question. What gasification method, techniques and chemical reactions will we put forward to improve the system and the yield of synthesis gas and hydrogen at the expense of tars and CO2?
As a first step, special and temporal investigations on the evaluation of waste potential are planned in the Comorian territory. Scenarios and simulations will be studied throughout the process.

Leslie AYAGAPIN

Contact : leslie.ayagapin[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Contribution à l'analyse de la qualité environnementale des quartiers en milieu insulaire : par approches structurelle et fonctionnelle
Contribution to the analysis of the environmental quality of neighborhoods in island environments: through structural and functional approaches

Mots-clés de la thèse : Qualité environnementale,Modélisation,Analyse de Cycle de Vie,Bâtiments,Quartiers,Insularité
Environmental quality,Modelisation,Life Cycle Assessment,Buildings,Neighborhoods,Insularity

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : HARRY BOYER - 0262579140 - harry.boyer[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 10 % - grade PREX
- Codirecteur : Jean-Philippe PRAENE - jean-philippe.praene[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR en cours - Quotité de temps : 60 % - grade MCU
- Co-encadrant : Fiona BENARD - +262 262 57 91 - fiona.sora[at]univ-reunion.remove-this.fr - Quotité de temps : 30 % - grade MCF
CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: L’objectif de cette thèse est de mettre en œuvre un outil de simulation et d’analyse de la qualité environnementale du projet urbain aussi bien en phase conception qu’en phase de fonctionnement. Cette approche multi-scalaire repose sur une combinaison du BIM et des outils SIG, afin de passer la caractérisation du matériau à celui de la Ville.
Le programme se décompose donc en trois grandes étapes :
a) Identifier les principaux matériaux utilisés dans le cadre du BTP à La Réunion et caractéristiques spécifiques de la conception des quartiers (éco-quartiers) et de la ville durable tropicale ;
b) Evaluer les impacts environnementaux en définissant les facteurs d’émission. Définir des ratios de typologie de bâtis à partir de l’ACV et des caractéristiques issues du BIM.
c) Modéliser l’impact de fonctionnement d’un iris, un quartier, ou d’une commune et Créer des scénarii de minimisation de l’impact environnemental par couplage ACV-SIG.
ACTION 1 : Qualification de l’impact environnemental des matériaux du BTP (contexte local)
Tâche 1 : Analyse bibliographique et formation aux outils (ACV, BIM, MATLAB, Modélisation quartier/ ville…)
Objectifs : Etablir une bibliographie sur les matériaux du BTP en milieu tropical et qualification de leurs impacts environnementaux, étude de l’effet de l’insularité et du milieu tropical sur cette empreinte.
Réalisation : Synthèse bibliographique des usages, outils et méthodes. Caractérisation
Risques : Bibliométrie peu fournie concernant les études en milieu tropical concernant l’ACV à l’échelle de la ville
Indicateurs de suivi : Nombre de publications par modèles et études.
Indicateurs d’évaluation : Typologie des process et matériaux existants utilisés en milieu tropical. Mise en place d’une base de données spécifiques.
Tâche 2 : Définition des facteurs d’émission
Objectifs : Définir les processus de production des matériaux locaux et évaluation de tous les indicateurs de l’ACV
Réalisation : Utilisation des logiciels et bases de données ACV (Simapro, Gemis…) et utilisation des environnements d’analyse de données (R, Matlab…).
Risques : Accès au processus de fabrication de produits (une convention avec l’ADIR doit nous aider dans ce sens)
Indicateurs de suivi : Base de données des facteurs d’émissions calculés.
Indicateurs d’évaluation : Environnement opérationnel de calcul de ces émissions sous MATLAB pour permettre les couplages futurs
Tâche 3 : Analyse structurelle : modélisation par couplage BIM/ACV
Objectifs : Modéliser les types de bâtiments existants à La Réunion en calculant leur émission de GES
Réalisation : Utilisation du logiciel REVIT BIM
Risques : /
Indicateurs de suivi : Nombre d’environnements abordés
Indicateurs d’évaluation : Logiciels retenus dans le cadre des travaux de thèse/ Couplage
ACTION 2 : Analyse multi-scalaire des impacts environnementaux
Tâche 1 : Identification et définition les différentes typologies d’espaces bâtis existants à La Réunion
Objectifs : Analyser, identifier et définir les différentes typologies d’espaces bâtis qui existent sur l’Ile Réalisation : Utilisation de logiciels permettant d’analyser ces différentes typologies à l’échelle du quartier ou de la ville
Risques : Incertitudes sur la totalité des modèles pouvant exister à ce jour Indicateurs de suivi : Nombre d’études et d’analyses portées
Tâche 2 : Evaluation des impacts environnementaux par typologie de bâtis. Définition des ratios
Objectifs : Evaluer les impacts environnementaux des bâtis en fonction de leur typologie
Réalisation : QGIS/ MatLab Evaluation des impacts / Définition de ratio d’impact par typologie et mètre au carré de bâti
Risques : Couplage
Indicateurs de suivi : Nombre d’étude de cas
Indicateurs d’évaluation : Automatisation de la procédure de calcul
Tâche 3 : Analyse des impacts environnementaux en fonction du zonage climatique de La Réunion – Approche par SIG
Objectifs : Déterminer les impacts environnementaux des quartiers en fonction de leur implantation
Réalisation : Mise en évidence des impacts en fonction du zonage
Risques : Pertinence des quartiers types sélectionnés
Indicateurs de suivi : Nombre d’environnements abordés
Indicateurs d’évaluation : Identification de l’influence du zonage climatique
ACTION 3 : Etude de cas et analyse comparative
Tâche 1 : Etude comparative de la rénovation urbaine, construction neuve et des différents modes d’habiter locaux
Objectifs : Comparer les opérations de rénovation urbaine, de construction neuve et des différents modes d’habiter locaux intégrés dans ces opérations urbaines
Réalisation : Utilisation de logiciels d’analyse des impacts environnementaux
Risques : Accessibilité à l’échelle de l’iris ou du quartier
Indicateurs de suivi : Niveau de détails de la description du quartier
Indicateurs d’évaluation : Etudes d’impacts environnementaux
Tâche 2 : Proposition d’un Indice Composite environnemental (prenant en compte la déforestation, l’eutrophisation…) permettant d’évaluer la qualité environnementale d’un quartier en milieu tropical et identification des types d’opérations à favoriser (rénovations, réhabilitations, constructions neuves
Objectifs : Créer un indice composite environnemental ayant la capacité d’évaluer la qualité environnementale d’un iris, d’un quartier ou d’une commune en milieu tropical
Réalisation : Création d’un IC regroupant différentes composantes
Risques : Etudes comparatives
Indicateurs d’évaluation : Eléments d’aide à la décision pour la minimisation des impacts environnementaux

Résumé du projet de thèse en anglais: The objective of this thesis is to implement a tool for simulation and analysis of the environmental quality of the urban project both in the design phase and in the operational phase. This multi-scale approach is based on a combination of BIM and GIS tools, in order to move the characterization of the material to that of the City.
The program is therefore divided into three main stages:
a) Identify the main materials used in the construction industry in Reunion Island and the specific characteristics of the design of neighbourhoods (eco-neighbourhoods) and tropical sustainable cities;
(b) Assess environmental impacts by defining emission factors. Define building typology ratios based on the LCA and BIM characteristics.
c) Model the operating impact of an iris, a district, or a municipality and Create scenarios to minimize environmental impact by LCA-GIS coupling.
ACTION 1: Qualification of the environmental impact of construction materials (local context)
Task 1: Literature review and tool training (LCA, BIM, MATLAB, Neighbourhood/City Modeling...)
Objectives: To establish a bibliography on construction materials in tropical environments and to qualify their environmental impacts, study the effect of insularity and the tropical environment on this footprint.
Production: Bibliographic synthesis of uses, tools and methods. Characterization
Risks: Limited bibliometric information on tropical studies of stroke at the city level
Monitoring indicators: Number of publications by models and studies.
Evaluation indicators: Typology of existing processes and materials used in tropical environments. Setting up a specific database.
Task 2: Definition of Emission Factors
Objectives : Define the production processes for local materials and evaluate all LCA indicators
Realization: Use of LCA software and databases (Simapro, Gemis...) and use of data analysis environments (R, Matlab...).
Risks: Access to the product manufacturing process (an agreement with ADIR should help us in this respect)
Monitoring indicators: Database of calculated emission factors.
Evaluation Indicators: Operational environment for calculating these emissions under MATLAB to enable future coupling
Task 3: Structural Analysis: BIM/ACV Coupling Modeling
Objectives: Model the types of existing buildings in Reunion Island by calculating their GHG emissions
Realization: Use of the REVIT BIM software
Risks: / /
Monitoring indicators: Number of environments addressed
Evaluation indicators: Software selected for the thesis work / Coupling
ACTION 2: Multi-scale analysis of environmental impacts
Task 1: Identification and definition of the different typologies of existing built spaces in Reunion Island
Objectives : Analyze, identify and define the different typologies of built spaces that exist on the Island Realization: Use of software to analyze these different typologies at the scale of the district or city
Risks: Uncertainties about all models that may exist to date Monitoring indicators: Number of studies and analyses carried out
Task 2: Assessment of environmental impacts by building type. Defining key figures
Objectives: Evaluate the environmental impacts of buildings according to their typology
Realization: QGIS/ MatLab Impact Evaluation / Definition of impact ratio by typology and square meter of frame
Risks: Coupling
Monitoring indicators: Number of case studies
Evaluation indicators: Automation of the calculation procedure
Task 3: Analysis of environmental impacts according to the climatic zoning of Reunion Island - GIS approach
Objectives : Determine the environmental impacts of neighbourhoods according to their location
Outcome: Identification of impacts according to zoning
Risks: Relevance of the selected model neighbourhoods
Monitoring indicators: Number of environments addressed
Assessment indicators: Identification of the influence of climate zoning
ACTION 3: Case study and comparative analysis
Task 1: Comparative study of urban renewal, new construction and the different modes of local living
Objectives: To compare urban renewal, new construction and the different modes of local living integrated into these urban operations
Realization: Use of environmental impact analysis software
Risks: Accessibility at the iris or neighbourhood level
Monitoring indicators: Level of detail in the description of the neighbourhood
Evaluation indicators: Environmental impact studies
Task 2: Proposal for an Environmental Composite Index (taking into account deforestation, eutrophication...) to assess the environmental quality of a district in a tropical environment and identify the types of operations to be promoted (renovations, rehabilitations, new constructions, etc.)
Objectives: To create an environmental composite index with the capacity to assess the environmental quality of an iris, neighbourhood or commune in a tropical environment
Outcome: Creation of an IC grouping different components
Risks: Comparative studies
Evaluation indicators: Decision support elements for minimizing environmental impacts

Maïté BERNHARD

Contact : maite.bernhard[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Consommations énergétiques des piscines collectives : optimisation et prédiction de la stratégie de chauffage des bassins
Energy consumption of collective swimming pools : optimization and prediction of the pool heating strategy

Mots-clés de la thèse : modélisation,simulation,efficacité énergétique,optimisation,contrôle optimal,
modelling,simulation,energy efficiency,optimization,optimal control,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : JEAN CASTAING-LASVIGNOTTES - 0262579164 - jean.castaing-lasvignottes[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2015 - Quotité de temps : 100 % - grade MCFHC
- Co-encadrant : Olivier MARC - 0262 96 28 96 - olivier.marc[at]univ-reunion.remove-this.fr - grade MCF

- Comité de thèse :

- M. MATHIEU DAVID référentmathieu.david[at]univ-reunion.remove-this.fr
- Sylvain SERRA sylvain.serra[at]univ-pau.remove-this.fr


CNU de thèse : 62 - Energétique, génie des procédés

Résumé du projet de thèse: Contexte :
Les piscines collectives sont des lieux importants de consommation énergétiques (environ 2800 kWh/m2 de plan d’eau : chauffage, déshumidification et production d’ECS des douches comprises). La conversion progressive du chauffage traditionnel par chaudière gaz au profit de pompes à chaleur et/ou de solutions solaires a permis une réduction substantielle (30 à 40 %) des factures énergétiques correspondantes. En complément d’une solution ancienne ou plus récente, une gestion adaptée du ou des modes de chauffages permettrait en parallèle de réduire les consommations pour un coût d’investissement faible.
Objectifs :
L’objectif est de concevoir un contrôle commande prédictif permettant, en fonction de l’état de la piscine (température d’eau, d’air, humidité,…), des conditions climatiques de l’instant (température, humidité, vitesse d’air, température de ciel,…) et de celles prévues à un horizon de temps court (quelques heures), d’actionner le système de chauffage (solaire, électrique, gaz,…) et de circulation d’eau (débit constant ou pompe à vitesse variable) pour une production des conditions optimales d’utilisation (température du bain à un temps donné en particulier) au coût énergétique et/ou économique minimal (système de production de chaleur et annexes : pompes, ventilateurs,… compris).
Pour cela il est nécessaire d’appréhender le comportement d’une piscine collective. Cela suppose la modélisation dynamique de l’ensemble des échanges qui interagissent entre la piscine et son environnement, en terme de transferts de chaleur (conduction dans les parois, convection/évaporation avec l’air extérieur, rayonnement avec l’extérieur : parois et ciel) et de masse (évaporation par convection/diffusion, pertes par transport liquide : éclaboussures par exemple). En outre, les conditions de fonctionnement (plages d’utilisation, fréquentation et taux d’utilisation) et aux limites (apports solaires directs et indirects, conditions climatiques externes) rajoutent une difficulté supplémentaire à l’estimation de ce comportement.
Enfin, la simulation de scenarii différents de chauffage en prenant en compte cette dynamique et l’état supposé des conditions climatiques futures permettent de sélectionner chaque jour la solution la moins énergivore et/ou la plus économique et d’assurer un fonctionnement optimal de la piscine.
Le travail proposé dans la thèse consiste dans un premier temps à compléter l'étude bibliographique nécessaire au projet et concernant :
- La modélisation globale des bassins (modèle dynamique de piscine : équation de conservation, équation de transfert)
- La modélisation des transferts et des conditions aux limites (convection, rayonnement (jour/nuit) et évaporation)
- La modélisation des systèmes actifs ou passifs associés au chauffage ou à la limitation des déperditions du bassin (Pompe A Xhaleur, chaudière, solaire, couverture isolantes)
Dans un second temps, des mesures réelles effectuées sur la piscine collective de Vue-Belle durant une saison hivernale complète permettront une meilleure fiabilité du modèle. En effet, dans la littérature, les phénomènes d’échanges ayant lieu à la surface libre du bassin sont souvent décrits par des modèles empiriques linéaires ou sont déduits par analogie (convection-évaporation par exemple. La principale difficulté réside alors dans leur utilisation très dépendante du domaine de validité dans lequel ils ont été établis. Pour pallier en partie ces problèmes, l’expérimentation est souvent utile afin de pouvoir tester le modèle numérique et contribuer à sa validation. Ainsi, il s’agira alors :
- De choisir les modèles de transfert les plus adaptés ;
- De réaliser les éventuelles identifications paramétriques des modèles retenus ;
- D’effectuer la validation expérimentale complète ;
- De réaliser l’analyse énergétique de l’ensemble du dispositif.
Dans un troisième temps, fort d’un modèle validé et numériquement robuste, en fonction de conditions météorologiques futures supposées (horizon de temps court) une optimisation discrète et continue sera menée afin de définir la meilleure stratégie de chauffage pour un minimum énergétique et/ou économique. Cette optimisation sera effectuée sur la base du modèle phénoménologique développé et/ou sur la base d’un modèle réduit auto-adaptatif (auto apprentissage, machine learning, algorithme évolutionniste, …).
En termes d’optimisation et de contrôle optimal, 2 pistes seront envisagées. L’une que l’on qualifie de directe consiste à rechercher à partir d’un système dans un état donné, de simuler l’évolution future de la température de l’eau et appliquant différents protocoles de chauffage selon une méthode de type essais/erreur (dichotomie, simplex à pas variable, algorithmes génétiques,…) et à trouver celui permettant de satisfaire l’objectif. La seconde que l’on qualifie d’inverse revient en partant des conditions finales (une température à un instant donné en l’occurrence) de simuler à rebours le comportement de la température du bassin et ainsi déterminer le temps à partir duquel il a fallu mettre en marche la PAC. La bibliographie est assez riche en la matière mais le choix de la méthode reste à affiner pour concilier à la fois précision, fiabilité, robustesse et temps de calcul de la modélisation.
Enfin, l'implémentation du code permettra le test in situ afin de vérifier et valider les hypothèses prises préalablement et tester la faisabilité réelle du concept ainsi que des solutions matérielles et logicielles associées qui auront été développées. Cette étape sera réalisée sur le site même de la piscine de Vue Belle qui aura été instrumentée et équipée pour l'occasion. Dans la mesure où la société Sunny Shark envisage un déploiement de cette solution technique à d'autres piscines collectives situées à la Réunion et en métropole, ourdoor et indoor, il est probable que d'autres jeux de mesures expérimentales puissent être utilisés afin de valider le protocole complet. Ce travail d'acquisition de données réalisé par Sunny Shark durant la troisième année de la thèse en parallèle de cette dernière partie pourra, selon l'état d'avancement des travaux, être intégré dans le manuscrit final.

Autre information : MT 180

En 2019, Maïté BERNHARD a participé au concours régional Ma thèse en 180 secondes. Pour retrouver sa prestation en cliquez ici.

 

Aroul CHANEMOUGAME : Traitement des micropolluants prioritaires et émergents par charbon actif à partir de biomasses à l’île de la Réunion.

Aroul CHANEMOUGAME

Contact : aroul.chanemougame[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Traitement des micropolluants prioritaires et émergents par charbon actif à partir de biomasses à l’île de la Réunion.
Removing of priority and emerging micropollutants by using activated carbon from Reunion Island biomasses

Mots-clés de la thèse : Adsorption,Charbon Actif,Micropolluants,Eaux,
Adsorption,Activated Carbon,Micropollutants,Water,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : LAETITIA ADELARD - 0262962896 - laetitia.adelard[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade MCFHC

- Comité de thèse :

- M. JEAN CASTAING-LASVIGNOTTES référentjean.castaing-lasvignottes[at]univ-reunion.remove-this.fr

- Collaboration Industrielle en cours:

Société : Green Mascareignes Technologies
Adresse : 2, rue Maxime Rivière 97490 Sainte Clotilde FRANCE
Correspondant : Marc BERMUDES mbermudes[at]green-mascareignes.remove-this.com


CNU de thèse : 62 - Energétique, génie des procédés

Résumé du projet de thèse: Parmi les micropolluants présents dans les effluents, seule une partie est traitée dans les stations d’épuration. Afin d’augmenter l’efficacité des procédés de traitement des eaux, il existe des solutions techniques qui demeurent cependant coûteuses en milieu insulaire. L’objectif concomitant
de ce projet est de valider un procédé permettant à moindre coût et de manière durable, d’éliminer ces micropolluants qui échappent aux installations actuelles de traitements des eaux à La Réunion, basé sur les capacités d’adsorption développées à partir de matériaux, biomasse, ou coproduits locaux.
Les matériaux adsorbants possèdent des propriétés physico-chimiques permettant la liaison avec des éléments comme les micropolluants présents dans la phase mobile. Ce moyen de traitement a été retenu pour ce projet de recherche car il est simple, peu coûteux et efficace dans l’élimination des micropolluants.
Le premier défi de ce projet est donc de pouvoir identifier, caractériser et fabriquer des matériaux adsorbants naturels, performants et durables. Dans cette démarche de développement durable, les adsorbants seront produits à partir des ressources naturelles présentes dans l’Océan Indien et
notamment à l’île de la Réunion.
Le second verrou sera d’optimiser le procédé proposé par l’entreprise Green Mascareignes Technologies, permettant de traiter les eaux à potabiliser, les eaux usées domestiques ou industrielles
Enfin le troisième verrou sera d’ordre analytique, dans le sens où sera élaborée une méthodologie pour repérer soit par modélisation soit par méthodes analytiques les micropolluants ou les métabolites issus du traitement des eaux usées urbaines.

Alexandre DIJOUX

Contact : alexandre.dijoux[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Influence du comportement transitoire et hors-nominal des échangeurs de chaleur sur les performances d'un cycle organique de Rankine appliqué à l'Energie Thermique des Mers (ETM) : étude expérimentale et simulation
Influence of the transient and off-nominal behavior of heat exchangers on the performances of an Organic Rankine Cycle applied to Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC): experimental study and simulation

Mots-clés de la thèse : Energie Thermique des Mers (ETM),Cycle Organique de Rankine (ORC),Echangeurs de Chaleur,Fluides de Travail,Etude Dynamique,
Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC),Organic Rankine Cycle (ORC),Heat exchangers,Working Fluid,Dynamic Study,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : JEAN CASTAING-LASVIGNOTTES - 0262579164 - jean.castaing-lasvignottes[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2015 - Quotité de temps : 100 % - grade MCFHC
- Co-encadrant : Olivier MARC - 0262 96 28 96 - olivier.marc[at]univ-reunion.remove-this.fr - Quotité de temps : 100 % - grade MCF

- Comité de thèse :

- M. Maxime PERIER-MUZET maxime.perier-muzet[at]univ-perp.remove-this.fr

- Collaboration Industrielle établie:

Société : NAVAL ENERGIES
Adresse : Indret 44620 La Montagne FRANCE
Correspondant : Bertrand Clauzade bclauzade[at]naval-energies.remove-this.com


CNU de thèse : 62 - Energétique, génie des procédés

Résumé du projet de thèse: Influence du comportement transitoire et hors-nominal des échangeurs de chaleur sur les performances d'un cycle organique de Rankine appliqué à l'Energie Thermique des Mers (ETM) : étude expérimentale et simulation

Grégory ETANGSALE

Contact : gregory.etangsale[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Modélisation des processus thermo-hydro-mécaniques dans les milieux facturés par des méthodes de Galerkine Discontinue.
Modelisation of thermo-hydro-mechanical-chemical process in fractured porous media by discontinuous Galerkin methods.

Mots-clés de la thèse : Méthodes de Galerkine discontinues,Milieux poreux fracturés,Processus Thermo-Hydro-mécaniques,,
Discontinuous Galerkin methods,Fractured porous media,Thermo-hydro-mechanical-chemical,,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : VINCENT FONTAINE - 0262579464 - vincent.fontaine[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 50 % - grade MCF
- Codirecteur : Marwan FAHS - +33 368 850 448 - fahs[at]unistra.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 50 % - grade MCF
CNU de thèse : 26 - Mathématiques appliquées et applications des mathématiques

Résumé du projet de thèse: Les réservoirs naturels sont par essence des milieux fracturés. Ces fractures sont les témoins de l’histoire tectonique des couches géologiques étudiées, et leur présence influence fortement les processus de transfert de masse et d’énergie. La modélisation numérique de ces processus fortement couplés dans des milieux dits fracturés reste à ce jour, une problématique de recherche à part entière, extrêmement active et mobilisant une large communauté scientifique. Les principaux verrous scientifiques concernent la modélisation mathématique des fractures et la simulation numérique de ces processus physiques associés. L’objectif de ce sujet de thèse concerne le développement de librairie de Calcul Haute-Performance (CHP) basée sur une Programmation Orientée-Objet (POO), dédiée à la modélisation et à la simulation de ces processus de transfert dans les milieux poreux fracturés.

Résumé du projet de thèse en anglais: Natural reservoirs are inherently fractured media. Fractures are witnesses to the tectonic history of the geological layers studied, and their presence strongly influences the mass and energy transfer processes. Modelling these highly coupled processes in fractured environments remains to fully-fledged research issue, which are highly active and involving a large scientific community. The main scientific purpose concern the mathematical modelling of fractures and the numerical simulation of their related physical processes. The aim of this thesis is to develop a High-Performance Computing (HPC) library based on Object-Oriented Programming (OOP), dedicated to modelling and simulation of these physical process in fractured porous media.

Êve ETIENNE

Contact : eve.etienne[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Approche compréhensive des projets d'aménagement durables en milieu tropical insulaire: application à La Réunion
Comprehensive approach to sustainable urban planning in in tropical island environment: application in Reunion Island

Mots-clés de la thèse : ville durable,cercle de soutenabilité,text mining,,
sustainable city,circle of sustainability,text mining,,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : JEAN-CLAUDE GATINA - 0262579539 - jean-claude.gatina[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Co-encadrant : Divya LEDUCQ - divya.leducq[at]univ-tours.remove-this.fr - grade MCF
- Co-encadrant : Jean-Philippe PRAENE - jean-philippe.praene[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR en cours - grade MCU

- Comité de thèse :

- Fiona BENARD fiona.sora[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 24 - Aménagement de l'espace, urbanisme

Résumé du projet de thèse: Comment rendre durable un territoire tropical insulaire tout en préservant ses spécificités?

Ludovic FONATINE

Contact : ludovic.fontaine[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : La gestion des déchets ménagers et assimilés dans les territoires insulaires.
Vers une territorialisation du potentiel des déchets
The management of household and similar waste in island territories.
Towards a territorialisation of the waste potential


Mots-clés de la thèse : Gestion,Déchets,Insularité,Potentiel,Economie,
Management,Waste,insularity,potential,economy,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : JEAN-CLAUDE GATINA - 0262579539 - jean-claude.gatina[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Co-encadrant : DOMINIQUE MOREAU - 0262 57 92 43 - dominique.morau[at]univ-reunion.remove-this.fr - grade MCF

- Comité de thèse :

- Fiona BENARD fiona.sora[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: La question de la gestion des déchets est une problématique importante pour toutes collectivités territoriales, mais elle est plus encore dans un contexte insulaire. En effet, ces territoires diminués spatialement et ayant des caractéristiques complexes présentent avant tout des qualités majeures pour réaliser et résoudre le problème que représente le déchet.
Le présent projet de thèse se propose d’évaluer le potentiel des déchets ménagers et assimilés, parce que, de par leurs spécificités ces déchets présentent un fort potentiel de valorisation. Il pour objectif d’une part d’accroître tout d’abord l’efficacité des collectivités vis-à-vis de sa responsabilité en tant que gestionnaire des déchets et d’autre part de contribuer à l’effort de « recentrage » de ce potentiel dans le territoire, mais aussi dans de contribuer plus globalement à la résolution des problèmes liés à la gestion des déchets dans les territoires insulaires.
Cette démarche de recherche traduit une stratégie exploratrice de gestion des déchets avec des solutions multifilières sur un raisonnement multi-scalaires afin d’accompagner la collectivité dans sa mission de gestion des déchets. Elle s’inscrit au sein d’une politique locale du développement de la croissance verte, afin de réduire la production de déchets et faire du déchet une ressource en potentiel matière et énergétique, génératrice d’emplois et d’activités pour le territoire.

Johann FRANCOU

Contact : yvon.francou[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Optimisation et couplage de systèmes de stockage et de production énergétiques
Optimization and hybridization of energy storage and production systems

Mots-clés de la thèse : Stockage énergétique,Photovoltaique,Optimisation,Site isolé,Microréseau,Hybridation
Energy storage,Photovoltaic,Optimization,Isolated area,microgrid,Hybridization

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : ALFRED LAURET - 0262938127 - philippe.lauret[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Codirecteur : MATHIEU DAVID - 0262912390 - mathieu.david[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2015 - grade MCF
- Co-encadrant : DIDIER CALOGINE - 0692778392 - didier.calogine[at]univ-reunion.remove-this.fr - grade MCU
- Co-encadrant : OANH CHAU - oanh.chau[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - grade MCFHC

Résumé du projet de thèse: Actuellement un des enjeux majeurs est de réussir à pallier l’intermittence du solaire et du vent dans le but de mener la transition énergétique à bon terme. Pour cela il est nécessaire de stocker l’énergie. Le choix du système de stockage est crucial pour un projet d’électrification. Tant d’un point de vue financier qu’environnemental. Le stockage doit être correctement dimensionné pour répondre aux besoins actuels et anticiper une éventuelle croissance de la demande. Il doit être adéquat au moyen de production mais aussi aux caractéristiques du site d’implantation du système. Le problème consiste à déterminer une méthode afin d’arriver à un compromis optimal entre le coût d’électrification du site, les performances énergétiques et l’impact environnemental de l’électrification, pour choisir le type de technologie, simple ou hybride.

Résumé du projet de thèse en anglais: Among the major stakes for energy transition, there is the energy storage, to mitigate solar and wind energies intermittence. The energy storage system is a crucial choice, environmentally and financially, for an electrification project. The energy storage system has to be well designed to meet current and futur demands. The system has to fit with production means as well with site characteristics. Therefore the challenge is to come up with a method to determine the optimal, simple or hybrid configuration, considering the electrification costs, the environmental impacts and the energy performances.

Paul GUILLOU

Contact : paul.guillou[at]univ-reunion.remove-this.fr

 

Titre de la thèse : Approche compréhensive des projets d'aménagement durables en milieu tropical insulaire: application à La Réunion
Comprehensive approach to sustainable urban planning in in tropical island environment: application in Reunion Island

Mots-clés de la thèse : Modélisation, simulation et expérimentation d’un séchoir solaire appliqué à la dessiccation de biomasse
Modeling, simulation and experimentation of a solar dryer applied to the drying of biomass

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : Jean CASTAING-LASVIGNOTTES - jean.castaing-lasvignottes@univ-tours.fr - - Quotité de temps : 100 % - grade MCF HDR
- Co-encadrant : Laetitia ADELARD - 0262962896 - laetitia.adelard@univ-reunion.fr - grade MCF HDR                                                                                                                                                        - Co-encadrant : Olivier MARC - 0262962891 -olivier.marc@univ-reunion.fr - grade MCF

 

- Comité de thèse :                                                                                                                                                                                                                                                                                      - Dominique MORAU :  dominique.morau@univ-reunion.fr


CNU de thèse : 62 - Energétique, génie des procédés


Résumé du projet de thèse:

Virginie GROSDEMOUGES

Contact : virginie.grosdemouge[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Evaluation et retour d’expérience d’un EcoQuartier en milieu tropical: le cas du quartier de Ravine Blanche à l’Ile de La Réunion.
Evaluation and feedbacks from an eco-neighbourhood located in tropical climate: The case study of Ravine Blanche in Reunion Island

Mots-clés de la thèse : Label EcoQuartier,Evaluation environnementale,Retour d'expérience,Climat chaud et humide,Confort thermique extérieur,Indices PET et UTCI
Sustainable neighbourhood certification,Environmental evaluation,Feedbacks,Hot and humid climate,Urban thermal comfort,PET and UTCI indices

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : FRANCOIS GARDE - francois.garde[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PREX
- Codirecteur : MATHIEU DAVID - 0262912390 - mathieu.david[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2015 - Quotité de temps : 100 % - grade MCF

- Comité de thèse :

- M. Jean-Philippe PRAENE jean-philippe.praene[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: La Ville de Saint-Pierre et son Projet de Renouvellement Urbain sur le quartier de la Ravine Blanche font partie des premiers lauréats du Label national EcoQuartier (EQ) lancé en 2012 par l’Etat et surtout le premier EQ dans les DOM. Une « Campagne test d’évaluation des EcoQuartiers » a ensuite été proposée par le Ministère aux collectivités dont les EcoQuartiers ont été labellisés afin d’évaluer l’atteinte des objectifs fixés et suivre les performances réelles des opérations. Cette campagne test portait sur l’évaluation de 3 engagements environnementaux : l’Eau, l’Energie et les Déchets.
Cependant, les indicateurs développés dans la méthode nationale d’évaluation ne sont pas tous adaptés à notre contexte en milieu tropical. Ceci est notamment le cas pour la thématique de l’énergie, dans laquelle les indicateurs sont principalement basés sur le calcul de ratios énergétiques. Or, il existe des spécificités locales notables liées à notre climat tropical, notamment en termes de réglementation thermique et de climatologie urbaine, justifiant l’approche de mon étude portant elle sur l’évaluation du confort thermique.
Comment évaluer le confort thermique en milieu urbain, à l’échelle du quartier, en climat tropical ? Comment rendre la méthodologie développée reproductible et opérationnelle afin de la mettre à la disposition des collectivités ?
Pour répondre à ses questions, la méthodologie suivie pour l’évaluation du confort thermique s’appuie ici sur une double approche: une étude à l’intérieur de logements et en extérieur dans les espaces urbains. En effet, dans un contexte favorisant la conception de bâtiments de plus en plus ouverts sur l’extérieur, lier l’intérieur et l’extérieur est devenu un enjeu primordial.
Afin de quantifier votre niveau de confort thermique, des modèles ou ce qu’on appelle des indices de confort existent, basés à la fois sur des paramètres climatiques et des facteurs propres à chaque individu, qu’on étudie grâce à des questionnaires réalisés en parallèle des mesures microclimatiques.
Cependant, contrairement aux études de confort thermique en intérieur qui sont déjà nombreuses et où des normes existent, les études de confort thermique en extérieur sont récentes. Il n’y a donc aucune méthode standardisée. Une grande partie du travail de thèse a donc consisté à lever les verrous scientifiques identifiés et à valider la méthodologie proposée en l’appliquant au cas d’étude de la Ravine Blanche. En outre, deux indices de confort thermique utilisés en extérieur, à savoir le PET et l'UTCI, ont été validés et calibrés pour le climat de Saint-Pierre, à La Réunion.
En conclusion, mes travaux de recherche permettront de nous engager sur une route encore longue, mais inéluctable dans un contexte de réchauffement climatique, menant à terme à l’aménagement de villes plus confortables.

Tanika JOIN

Contact : tanika.join[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Comment se manifeste l’urbanité insulaire de la Réunion ? Est-elle motrice d’un développement territorial résilient ?
How does the island urban character of Reunion Island manifest itself? Could it be a driving force for a resilient territorial development?

Mots-clés de la thèse : projet urbain,fabrique de la ville,territoire,interfaces,
urban project,city fabric,territory,interfaces,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : Lise SERRA - 0693813424 - lise.serra[at]univ-reunion.remove-this.fr - Quotité de temps : 100 % - grade MCF
- Codirecteur : Laurent DEVISME - +33 (0)2 40 16 - laurent.devisme[at]crenau.archi.remove-this.fr - HDR - grade PR
- Co-encadrant : ALAIN BASTIDE - 0692773891 - alain.bastide[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2011 - grade PR1

- Comité de thèse :

- M. Vincent BEAL vbeal[at]unistra.remove-this.fr
- M. Philippe GERVAIS-LAMBONY gervais[at]parisnanterre.remove-this.fr
- M. MICHEL WATIN référentmichel.watin[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 24 - Aménagement de l'espace, urbanisme

Résumé du projet de thèse: Comment décrire sur un territoire les échanges entre le projet urbain et la fabrique habitante de la ville ? D'une part, dans leurs pratiques quotidiennes des espaces, les habitants mettent en jeu des connaissances et agissent pour réguler leur confort. Cette appropriation ordinaire de la ville, la perception et la pratique d'un espace vécu marquent un territoire et participent à sa fabrique quotidienne. D'autre part, le projet urbain intervient stratégiquement sur le tissu urbain. Chacun à sa manière active des dynamiques individuelles et collectives qui se rencontrent et interagissent dans la construction de la ville. En s'appuyant sur les spécificités géographiques, climatiques, économiques, sociales et politiques de ce territoire, il sera étudié comment se construisent ces interfaces entre projet et fabrique habitante.

Josselin LE GAL LA SALLE

Contact : josselin.le-gal-la-salle[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Prévision probabiliste de la ressource solaire dans un environnement insulaire
Probabilistic solar forecasting in an insular context

Mots-clés de la thèse : prévision probabiliste,énergie solaire,physique énergétique,valeur de la prévision,méthodes de calibration statistiques,
probabilistic forecasting,solar resource,Physics,Value of forecasting,Statistical calibration models,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : ALFRED LAURET - 0262938127 - philippe.lauret[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Co-encadrant : MATHIEU DAVID - 0262912390 - mathieu.david[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2015 - grade MCF

- Comité de thèse :

- M. Rodrigo ALONSO SUAREZ r.alonso.suarez[at]gmail.remove-this.com
- M. Philippe BLANC référentphilippe.blanc[at]mines-paristech.remove-this.fr
- M. Pierre PINSON ppin[at]elektro.dtu.remove-this.dk
- M. Emeric TAPACHES emeric.tapaches[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 37 - Météorologie, océanographie physique et physique de l'environnement

Résumé du projet de thèse: La prévision de la ressource solaire est un élément essentiel de l’intégration de l’énergie solaire au sein des réseaux électriques. Outre une meilleure planification des
moyens de production, elle permet une gestion et un dimensionnement optimisés des systèmes de stockage.
Le contenu de ce travail de thèse porte sur l’établissement de nouvelles méthodes de prévision et ce en 2 étapes. Afin d’améliorer les performances des modèles
actuels, la première étape s’emploiera à évaluer l’apport de données exogènes comme les prévisions issues des
modèles numériques météorologiques de prévision du temps. Afin de rendre compte de l’incertitude associée aux prévisions, ce travail de thèse
s’attachera à proposer une approche probabiliste de la prévision solaire. Dans un deuxième temps, le travail de thèse s’emploiera à tester ces modèles dans des
applications liées à la gestion du réseau, à l’optimisation des systèmes de stockage etc. Ainsi, il sera possible de proposer une comparaison entre la qualité mathématique des prévisions ainsi générées et leur valeur pour l'utilisateur.

Résumé du projet de thèse en anglais: Forecasting of solar resource is a major issue in the integration of renewambles into the grid. It allows a better planification of production, a better management of storage systems.
This work studies specificaly new methods of forecasting. In order to improve the skills of forecasting, it will firstly focuses on the contribution of exogenous data, such as Numerical Weather prediction forecasts.
Then the contribution of probabilistic forecasting on the skill of forecasting will be studied. In the end these models will be tested in applications on network management, storage optimisation, etc. It will be possible to propose a comparison and a link between the mathematical quality and the value of the forecasting.

Youssoufou MAHAMAN LAOUALI SOULEY

Contact : youssoufou.mahaman-laouali-souley[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Étude du comportement mécanique et thermique des parois en béton à base de fibres végétales.
Study of the mechanical and thermal behaviour of concrete walls based on vegetable fibres.

Mots-clés de la thèse : Béton,Fibres Végétales,Parois,Biosourcé,Mécanique,Thermique
Concrete,Vegetable Fiber,Wall,Biosourced,Mecanical,Thermal

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : LAETITIA ADELARD - 0262962896 - laetitia.adelard[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade MCFHC
- Codirecteur : Céline Bascoules-Perlot - +33 559574432 - celine.bascoules[at]univ-pau.remove-this.fr - HDR - grade DR
- : JEAN CASTAING-LASVIGNOTTES - 0262579164 - jean.castaing-lasvignottes[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2015 - grade MCFHC

- Comité de thèse :

- M. Olivier MARC olivier.marc[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: Le secteur du BTP est l’un des plus importants d’un point de vue empreinte écologique (consommation de matières premières et d’énergie, production de gaz à effet de serre, etc…), notamment par l’utilisation du béton. En effet, il consomme 47 % des énergies finales (Orselli, 2005). Il est également responsable de 19 % des émissions de gaz à effet de serre et de 23 % des émissions de dioxyde de carbone (CO2) en France (CITEPA, 2017). C’est pourquoi, il fait partie des secteurs économiques à priorité pour la division par 4 des émissions des gaz à effet de serre de la France envisagée à l’horizon 2050.
Cette thèse a pour objectif premier d’étudier de façon scientifique et technique le potentiel de développement de l’utilisation de coproduits fibreux végétaux (dans un premier temps) ou industriels dans le cadre des matériaux de construction notamment du béton à La Réunion. Les recherches seront orientées autour de trois axes :
1. le comportement mécanique, et son évolution au cours du temps (durabilité et exposition à des milieux corrosifs.
2. le comportement thermique de ces matériaux, en fonction des conditions thermo-hydriques du milieu.
Ces deux parties influeront sur la mise en œuvre du matériau composite.
3. Les impacts environnementaux, notamment en milieu insulaire.
Dans cette étude, la caractérisation physique, chimique et mécanique de la fibre choisie doit être effectuée et constituera la première étape. Un plan d’expériences défini par une utilisation des outils mathématiques de design variés permettra d’orienter le choix du procédé de fabrication (proportions
du mélange ciment+fibres), une fois les facteurs et limites quantitatives définies. Les conditions de mise en œuvre du matériau seront également définies avec précaution. Cette première étape permettra également de déterminer par expérimentation et modélisation les courbes isothermes d’adsorption et de désorption de l’humidité dans les bétons.

Christophe MAILLOT

Contact : christophe.maillot[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Modélisation, simulation dynamique et optimisation exergo-économique de l'intégration de chaleur solaire dans les procédés industriels réunionnais
Modelling, dynamic simulation and exergo-economic optimization of solar heat integration into industrial processes in Réunion Island

Mots-clés de la thèse : Modélisation et simulation dynamique,Chaleur solaire,Chauffage des procédés industriels,Capteurs solaires thermiques,Analyse énergétique,Optimisation exergo-économique
Modelling and dynamic simulation,Solar heat,Industial process heating,Solar thermal collectors,Thermal Engineering,Exergo-economic optimization

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : JEAN CASTAING-LASVIGNOTTES - 0262579164 - jean.castaing-lasvignottes[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2015 - Quotité de temps : 100 % - grade MCFHC
- Co-encadrant : Olivier MARC - 0262 96 28 96 - olivier.marc[at]univ-reunion.remove-this.fr - grade MCF

- Comité de thèse :

- M. Emeric TAPACHES emeric.tapaches[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 62 - Energétique, génie des procédés

Résumé du projet de thèse: L’objectif principal de la thèse est d’accroitre les connaissances scientifiques et technologiques sur la possibilité d’intégrer de la chaleur solaire aux procédés industriels existants et notamment à La Réunion. Partant du fait que le gisement solaire de La Réunion est quantitativement aussi bon que ceux des meilleures régions d’Europe (Espagne, Grèce, Italie et Chypre), l’intégration de chaleur solaire dans les procédés industriels réunionnais semble intéressante. En effet, les technologies actuelles de capteurs solaires thermiques sont robustes et s'adaptent parfaitement aux besoins en température des industries. De plus, le tissu industriel réunionnais est significatif, en particulier l’industrie agroalimentaire qui est majoritaire dans l’île ; et selon les études de l’Agence Internationale de l’Energie, ce secteur industriel est le plus gros consommateur de chaleur. Suite à ce constat, le projet CSIRT (Chaleur Solaire pour l’Industrie en Région Tropicale) a été lancé par le laboratoire PIMENT fin 2015 afin d’étudier la faisabilité et la pertinence de l’utilisation de la chaleur solaire dans les procédés industriels existants. Ainsi, la solution envisagée est la mise en œuvre de systèmes de génération de chaleur hybride alimentés en parallèle par l’énergie solaire et du fioul (chaudière existante). Une adéquation doit être trouvée entre : les besoins en chaleur des industries, la disponibilité du gisement solaire, le type et le nombre de capteurs solaires et le niveau d’intégration dans le procédé industriel. La thèse est décomposée en trois principales tâches. La première s’attache à identifier les besoins des industriels en menant des enquêtes sur le terrain. La deuxième partie se focalisera sur les différentes possibilités d’intégrer la chaleur solaire dans le procédé industriel et ajoutant ou non un système de stockage thermique. Enfin, la dernière partie traitera de l’évaluation des performances globales et de la rentabilité économique de l’installation.

Résumé du projet de thèse en anglais: This PhD thesis aims to increase scientific and technological knowledge on the deployment of solar thermal systems for the heating of industrial processes, studying the particular case of the industrial firms in Rénuion Island. Considering the fact that solar resources of Réunion Island are greater than the sunniest parts of Europe, solar heat integration into its industrials processes seems appropriate and promising. Furthermore, the current solar thermal collectors perfectly fits with the tempearature levels needs of industrial processes. Food-processing industry has been identified as one of the most promising industrial sector in terms of solar heat integration. In Réunion Island, a large part of the industrial enterprises are food-processing firms. Thus, the global solution in consideration is the design of hybrid heat supply systems, feeded with both solar renewable energy and conventional fossil fueled boiler. A good match has to be investigated between several aspects: industrial heat demand profile, solar resource disponibility, type and number of solar thermal collectors and solar heat integration level into the industrial process. The thesis is comprised of three main tasks. The first one is dedicated to the identification of the heat needs of Réunion Island firms, by carrying out a field survey. The second one investigates the technological aspects of the different possible solar heat integration scenarios, which are subjected to dynamic simulation as well as annual energetic simulations. Lastly, the third section discusses the global performance of the investigated cases and assesses their economic profitability.

Kelvin PAVADEPOULLE

Contact : kelvin.pavadepoulle[at]univ-reunion.remove-this.fr

 

Titre de la thèse : Impacts socio-économique des projets d'aménagement sur le territoire - Cas de La Réunion
Socio-economic impacts of development projects on the territory - Case of Reunion Island

Mots-clés de la thèse : projets urbain,interaction spatiale,Attractivité résidentielle,ségrégation sociale,inégalité urbaine,
urban projects,spatial interaction,Residential attractiveness,social segregation,urban inequality,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : JEAN-CLAUDE GATINA - 0262579539 - jean-claude.gatina[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Co-encadrant : Fiona BENARD - +262 262 57 91 - fiona.sora[at]univ-reunion.remove-this.fr - grade MCF
- Co-encadrant : Jean-Philippe PRAENE - jean-philippe.praene[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR en cours - grade MCU

- Comité de thèse :

- M. GILLES LAJOIE gilles.lajoie[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 24 - Aménagement de l'espace, urbanisme

Résumé du projet de thèse: Cela fait une quinzaine d‘années que les quartiers dits « durables » fleurissent sur l’ensemble du territoire français. Cependant, si les études urbaines se concentrent essentiellement sur le périmètre « intra-murus » de ces projets d’aménagement, peu s’intéressent à leurs impacts sur l’ensemble de leurs territoires.
Dans le cadre de ma thèse, l’objectif à terme de mon travail est de produire une analyse multidimensionnelle des quartiers de manière dynamique afin de traduire les mutations des espaces aménagés et leurs conséquences sur le voisinage direct.

Maareva PAYET

Contact : maareva.payet[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Développement d’une méthode de prédiction de l'impact des usagers sur les consommations de bâtiments tertiaires en zone tropicale à faible impact environnemental.
Development of a method to predict the users' impact on the consumption of tertiary bioclimatic buildings in tropical climates environmental.

Mots-clés de la thèse : Climat tropical,Bâtiments bioclimatiques,Consommations électriques,Prédiction,Comportement des occupants,Ventilation naturelle
Tropical climate,Bioclimatic buildings,Consumption,Prediction,Behaviors,Natural ventilation

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : FRANCOIS GARDE - francois.garde[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PREX
- Codirecteur : MATHIEU DAVID - 0262912390 - mathieu.david[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2015 - grade MCF
- Codirecteur : ALFRED LAURET - 0262938127 - philippe.lauret[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - grade PR1

- Comité de thèse :

- M. JEAN CASTAING-LASVIGNOTTES jean.castaing-lasvignottes[at]univ-reunion.remove-this.fr
- M. Stéphane PLOIX référentstephane.ploix[at]grenoble-inp.remove-this.fr

- Collaboration Industrielle établie:

Société : LEU Réunion
Adresse : 139 Rue François Isautier 97410 Saint Pierre FRANCE
Correspondant : Antoine Perrau ap[at]labreunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: Le sujet de thèse va focaliser sur le développement d'une méthode innovante de prédiction de l'impact du comportement des usagers sur la consommation de bâtiments tertiaires à faible impact environnemental en zone tropicale.

Jordy RABETANETIARIMANANA

Contact : jordy-charly-isidore.rabetanetiarimanana[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Etude expérimentale et théorique de la gazéification de la biomasse : vers une gestion optimisée et intégrée des Ordures Ménagères Résiduelles (OMR) en milieux insulaires
Experimental and theoretical study of biomass gasification: towards an optimised and integrated management of Residual Household Waste (RHW) in island environments

Mots-clés de la thèse : gazéification,déchets,économie circulaire,énergie,co-produit,milieu insulaire
gasification,wastes,circular economy,energy,co-product,island environment

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : JEAN-CLAUDE GATINA - 0262579539 - jean-claude.gatina[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Codirecteur : DOMINIQUE MOREAU - 0262 57 92 43 - dominique.morau[at]univ-reunion.remove-this.fr - grade MCF
- Codirecteur : HERY TIANA RAKOTONDRAMIARANA - +261341495057 - rktmiarana[at]yahoo.remove-this.fr - HDR - grade PR
- Co-encadrant : MAMY HARIMISA RADANIELINA - 0692251347 - radanielin[at]yahoo.remove-this.fr - grade EC associé
CNU de thèse : 62 - Energétique, génie des procédés

Résumé du projet de thèse: La production mondiale de déchets atteindra plus de 2,6 milliards de tonnes par an en 2025. Cependant, le moyen de traitement les plus utilisés tels que l’enfouissement, l’incinération génèrent des impacts environnementaux importants dans l’atmosphère. Pour la Réunion, l’absence d’une vraie filière de valorisation des déchets et la contrainte spatiale l’obligent à mettre en place une filière de valorisation plus efficace du point de vue énergétique et environnemental. Parmi les solutions, la gazéification offre de nombreuses alternatives aussi bien sur la production d’énergie que sur la production de co-produits. A l’échelle internationale, la technologie de pyro-gazéification des déchets solides connaît un intérêt commun grandissant avec des travaux notamment sur le développement des conditionnements des intrants et l’optimisation de la qualité des gaz en sortie. A l’échelle nationale, l’utilisation des ordures ménagères résiduelles (OMR) pour la production d’énergie est en cours de tests mais des verrous scientifiques subsistent. A l’échelle territoriale, l’utilisation des OMR à des fins énergétiques a encore été peu étudiée, alors que le défi principal pour les OMR dans le cas de la Réunion consiste à réduire l’enfouissement et à valoriser les déchets de manière significative « zéro déchet » en 2030. L’objectif principal de l’étude est de favoriser la nouvelle orientation politique vers l’économie circulaire qui vise à réduire de 88% la production de déchets avant 2030. En effet, le présent travail vise la réduction de la quantité des OMR (récupération et traitement des OMR, conditionnement des intrants, développement et optimisation de la thermo-conversion des OMR par pyro-gazéification) et la valorisation des matrices carbonées sous forme énergie et matière (production de SYNGAZ, production de biochars et cendres valorisables). Pour atteindre les objectifs précédemment cités, une méthodologie de recherche en trois étapes est adoptée : a) Identification, étude de caractérisation et thermo-conversion des OMR, modélisation et expérimentation de la gazéification à échelle pilote de laboratoire, b) Etude de valorisation des co-produits à valeur ajoutée issus de la gazéification des OMR et applications potentielles dans une perspective d’économie circulaire, c) Proposition de modèle optimisé d’intégration de la gazéification des OMR dans la planification énergétique. Les résultats attendus sont les suivants : les aspects physico-chimiques des OMR, les potentiels énergétiques des OMR, les potentiels des co-produits dans le domaine énergétique, chimique, électrique et génie civil et un modèle de planification énergétique intégrant la gestion des déchets.

Résumé du projet de thèse en anglais: Global waste production will reach more than 2.6 billion tonnes per year by 2025. However, the most widely used processes such as landfilling and incineration generate significant environmental impacts in the atmosphere. For Reunion Island, the absence of a real waste recovery process and the spatial constraint oblige it to set up more energy and environmentally efficient waste recovery process. Among the solutions, gasification offers many alternatives for both energy production and the production of co-products. On an international scale, solid waste pyro-gasification technology is of growing common interest, with work in particular on developing input packaging and optimising the quality of output gases. At the national level, the use of residual household waste (RHW) for energy production is being tested but scientific barriers remain. At the territorial level, the use of RHW for energy purposes has not yet been studied much, whereas the main challenge for RHW in the case of Reunion Island is to reduce landfill and to achieve significant "zero waste" by 2030. The main objective of the study is to support the new policy orientation towards the circular economy which aims to reduce waste generation by 88% by 2030. Indeed, the present work aims at reducing the quantity of RHW (recovery and treatment of RHW, conditioning of inputs, development and optimization of RHW, thermo-conversion by pyro-gasification) and at recovering carbon matrices in energy and material form (production of SYNGAZ, production of biochar and recoverable ashes). To achieve the above-mentioned objectives, a three-step research methodology is adopted: a) Identification, characterization study and thermo-conversion of RHW, modelling and experimentation of gasification on a laboratory scale, b) Study of the valorization of value-added co-products from RHW gasification and potential applications in a circular economy perspective, c) Proposal of an optimized model for the integration of RHW gasification in energy planning. The expected results are Physico-chemical aspects of RHW, energy potentials of RHW, potentials of co-products in energy, chemical, electrical and civil engineering and a model for energy planning integrating waste management.

Michael RAKOTOBE

Contact : michael.rakotobe[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Optimisation topologique de filtres pour l'adsorption des micro-polluants dans l'eau
Topology optimization of filters for the adsorption of micropollutants in water

Mots-clés de la thèse : Dynamique des fluides,Optimisation topologique,Milieux poreux,,
Fluid dynamics,Topology optimization,Porous media,,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : ALAIN BASTIDE - 0692773891 - alain.bastide[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2011 - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Codirecteur : LAETITIA ADELARD - 0262962896 - laetitia.adelard[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - grade MCFHC
- Co-encadrant : PIERRE-HENRI COCQUET - 0262 48 33 62 - pierre-henri.cocquet[at]univ-reunion.remove-this.fr - grade MCF

- Comité de thèse :

- CYRILLE ALLERY cyrille.allery[at]univ-lr.remove-this.fr
- M. VINCENT FONTAINE vincent.fontaine[at]univ-reunion.remove-this.fr
- INNOCENT MUTABAZI innocent.mutabazi[at]univ-lehavre.remove-this.fr
- Mme DELPHINE RAMALINGOM delphine.ramalingom[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 62 - Energétique, génie des procédés

Résumé du projet de thèse: Cette thèse s'inscrit dans la problématique générale de la présence des polluants dans l'eau. Elle vise à apporter des solutions par la modélisation numérique des écoulements et du transport de soluté au sein de matériaux poreux présents dans une colonne de filtration. L'apport principal consiste à trouver l'agencement optimal des matériaux pour répondre aux contraintes et objectifs industriels.

Faly RAMAHATANA ANDRIAMASOMANANA

Contact : Faly.Ramahatana-Andriamasomanana[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Modèles de prévision statistique pour la gestion énergétique des espaces batis
Microgrid energy management by statistical forecast models

Mots-clés de la thèse : Prévision,micro-réseau,gestion énergétique,,
Forecast,microgrid,energy managment,,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : MATHIEU DAVID - 0262912390 - mathieu.david[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2015 - Quotité de temps : 100 % - grade MCF

- Comité de thèse :

- M. Arnaud BRIDIER arnaud.bridier[at]anses.remove-this.fr


CNU de thèse : 62 - Energétique, génie des procédés

Résumé du projet de thèse: La prise de conscience environnementale et l’augmentation du prix de l’énergie issue des sources fossiles poussent au développement de solutions innovantes de gestion énergétique dans les espaces bâtis (habitat individuel et collectif, entreprise, collectivité, etc.). En effet, pour réduire notre empreinte environnementale mais aussi pour diminuer notre facture énergétique, 2 concepts complémentaires sont mis en œuvre : la réduction des consommations et la production d’énergie à partir de sources renouvelables. A l’échelle d’un bâtiment à La Réunion, cette méthode est parfaitement illustrée par le bâtiment à énergie positive ENERPOS située sur le campus universitaire de Saint-Pierre. Cette construction associe une architecture bioclimatique avec une production électrique photovoltaïque. Si son bilan énergétique annuel montre qu’il produit plus qu’il ne consomme, son équilibre instantané entre offre et demande nécessite une consommation d’énergie fossile via le réseau électrique. Pour limiter le recours à cette consommation, il est donc nécessaire de mettre en oeuvre une gestion énergétique innovante permettant de mettre en phase la production et la consommation de ce bâtiment.
Deux axes de recherche sont actuellement menés pour apporter une solution au problème posé précédemment : le stockage d’énergie et la prévision des flux d’énergie (consommation et production). Il existe aujourd’hui des solutions commerciales intégrant du stockage mais elles n’intègrent pas l’apport de la prévision des flux d’énergie futurs. Pourtant ces deux aspects sont intimement liées. Une anticipation des flux d’énergie permet d’optimiser la gestion du stockage et ainsi d’en réduire la taille. A l’échelle de l’île de La Réunion, cette dépendance a déjà été mise en évidence lorsque l’on associe une source renouvelable et un système de stockage. La qualité de la prévision est notamment un des facteurs clés sur le coût des investissements à réaliser et donc, in fine, sur le coût de l’énergie pour les usagers finaux. Il existe déjà des modèles de prévision pour la consommation de territoires et pour la production des énergies renouvelables notamment pour l’éolien et le solaire. Ces modèles sont aujourd’hui appliqués aux transactions financières liées aux marchés de l’électricité ou à la gestion de systèmes de production renouvelable de grande taille dédiés à la revente. Par contre, il n’existe aujourd’hui que très peu de travaux traitant de la prévision de l’équilibre entre consommation et production à l’échelle d’un espace bâti de petite taille (bâtiment ou quartier).

Laurencia RANDRIAFENO RAJONANDRIANINA

Contact : laurencia.randriafeno-rajonandrianina[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Caractériser la vulnérabilité énergétique d’un territoire par une analogie à la dynamique des systèmes. Analyse comparée des îles du Sud-Ouest de l’Océan Indien.
Characterize the energy vulnerability of a territory by an analogy to the dynamics of systems. Comparative analysis of the islands of the South-West Indian Ocean.

Mots-clés de la thèse : vulnerabilité,energie,territoire,,
vulnerability,energy,territory,,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : FIONA BENARD - +262 692 29 56 - fiona.benard[at]univ-reunion.remove-this.fr - Quotité de temps : 100 % - grade DR
- Co-encadrant : VINCENT FONTAINE - 0262579464 - vincent.fontaine[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - grade MCF
CNU de thèse : 24 - Aménagement de l'espace, urbanisme

Résumé du projet de thèse: La transition énergétique est un des enjeux phare du XXIème siècle. Réussir la transition énergétique est le grand défi que chaque territoire devra entreprendre s’ils veulent maintenir la paix, la stabilité, l’essor économique et aussi le développement. Cependant, la situation énergétique des territoires diffèrent d’un territoire à un autre que ce soit par sa politique de gestion, de distribution, de régulation, d’utilisation, etc... De plus, la répartition et disponibilité des ressources sont inégales dans chaque territoire, tant pour les ressources fossiles que pour les renouvelables, faisant ainsi apparaître le concept de vulnérabilité énergétique. En effet, par cette inégalité, un territoire peut être plus vulnérable énergétiquement qu’un autre. Le fond du problème est de pouvoir définir la vulnérabilité et pour cela, trouver des indicateurs qui permettent de la mesurer. Tout en sachant que parler de la vulnérabilité induit prendre en compte aussi la résilience et soutenabilité car les trois concepts s’entremêlent. Dans les résultats d’études menés jusqu’à présent, les mesures sont des indicateurs avec plusieurs paramètres où l’interprétation s’enchaine par des méthodes de comparaison et de classification, des opérations permettant de situer le territoire au regard de la menace envisagée, de mettre en évidence des facteurs de vulnérabilités et d’envisager des mesures de réduction. Mais cette démarche est limitée, car la vulnérabilité est un fait complexe qui ne peut s’appréhender juste de manière comparative, la vulnérabilité est un fait dynamique. C’est dans ce sens qu’intervient ce projet de thèse qui a pour objectif de mesurer la vulnérabilité énergétique d’un territoire par une analogie à la dynamique des systèmes qui conduirait à un modèle dynamique utile pour la gestion de l’énergie assurant ainsi la transition énergétique du territoire.

Résumé du projet de thèse en anglais: One of the key challenges of the 21st century is energy transition. The great challenge that each territory will have to undertake if they want to maintain peace is to make it success. This will ensure the maintenance of stability, economic growth and also the development of the country. However, the energy situation of the territories differs from one territory to another in terms of management policy, distribution, regulation, use and so on. Moreover, the distribution and availability of resources is unequal in each territory, both for fossil and renewable resources, which highlights the concept of energy vulnerability. Indeed, due to this inequality, one territory may be more vulnerable in terms of energy than another. The crux of the matter is to be able to define vulnerability and, to do so, to find indicators that allow it to be measured. While we know that talking about vulnerability also implies taking into account resilience and sustainability because the three concepts are intertwined. In the results of the studies carried out to date, the measures are multi-parameter indicators whose interpretation is linked to methods of comparison and classification, operations that make it possible to situate the territory in relation to the threat envisaged, to highlight vulnerability factors and to envisage reduction measures. However, this approach is limited, as vulnerability is a complex fact that cannot be apprehended in a comparative manner; vulnerability is a dynamic fact. It is in this sense that this thesis project intervenes in order to measure the energy vulnerability of a territory by analogy to the dynamics of systems which would lead to a dynamic model useful for energy management, thus ensuring the energy transition of the territory.

Rindrasoa Miangaly RASAMOELINA

Contact : rindrasoa-miangaly.rasamoelina[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Modélisation prospective et analyse spatiale: Scénarii de production électrique des îles du Sud-Ouest de l'Océan Indien
Prospective modeling and spatial analysis : Electricity production scenarios for the islands of the South-West Indian Ocean

Mots-clés de la thèse : Planification énergétique,électricité,îles,analyse spatiale,
Energy planning,Electricity,islands,spatial analysis,

ENCADREMENT DE LA THÈSE :
- Directeur de thèse : Jean-Philippe PRAENE - jean-philippe.praene[at]univ-reunion.remove-this.fr - grade MCU

- Co-Directeur de thèse : Hery Tiana RAKOTONDRAMIARANA – rktmiarana[at]yahoo.remove-this.fr – HDR – grade PR

 

- Comité de thèse :

- Fiona BENARD fiona.sora[at]univ-reunion.remove-this.fr
- Mme Sandrine SELOSSE référentsandrine.selosse[at]mines-paristech.remove-this.fr
- M. Dinesh SURROOP d.surroop[at]uom.ac.remove-this.mu


CNU de thèse : 62 - Energétique, génie des procédés

Résumé du projet de thèse: Actuellement, la transition énergétique fait l’objet de débat à l’échelle mondiale. De ce fait, divers modèles de planification énergétique ont été développés et utilisés. Cependant, ces derniers étant principalement focalisés sur les régions continentales, il n’existe pas de modèle énergétique générique qui puisse répondre pleinement aux problèmes de planification énergétique des zones isolées. Compte tenu de cela, cette thèse se propose d’élaborer une méthode de planification énergétique multidimensionnelle particulièrement adaptée aux milieux insulaires en tenant compte des spécificités et des contraintes de ces territoires sur l’échelle spatio-temporelle. Le vecteur énergétique considéré dans le cadre des travaux sera l’électricité. Le principal défi est de modéliser et optimiser des scénarios qui incluent à la fois les facteurs économiques, environnementaux, les caractéristiques spatiales du système énergétique ainsi que les contraintes socio-politiques. Les sujets d’étude seront les îles de la zone sud-ouest de l’Océan-Indien: La Réunion, Madagascar, Maurice, Seychelles, Mayotte, Comores. Ce choix permet de regrouper des îles qui présentent aussi bien des caractéristiques communs (insularité, dépendance aux énergies fossiles, fort potentiel en ressources renouvelables) que des différences de développement économique, de politique et de taille géographique, ce qui est nécessaire pour la conception et la validation de la méthodologie. Les résultats obtenus pourront servir d’aide à des possibles ajustements au niveau des décisions prises dans le cadre de la planification énergétique et/ou à la prise de nouvelles décisions stratégiques et politiques pour éclairer le débat sur la transition énergétique.

Résumé du projet de thèse en anglais: Nowadays, the energy transition is being discussed on a global scale. As a result, various energy planning models have been developed and used. However, as the latter are mainly focused on continental regions, there is no generic energy model that can fully address the energy planning problems of isolated areas. So, this thesis proposes to develop a multidimensional energy planning method particularly adapted to insular environments, taking into account the specificities and constraints of these territories on a spatial and temporal scale. For this work, we will consider electricity. The main challenge is to model and optimize scenarios that include economic and environmental factors, the spatial characteristics of the energy system and socio-political constraints. The subjects of study will be the islands of the South-West Indian Ocean: Reunion Island, Madagascar, Mauritius, Seychelles, Mayotte, Comoros. This choice makes it possible to group together islands that have both common characteristics (insularity, dependence on fossil fuels, high potential for renewable resources) and differences in economic development, policy and geographical size, which is necessary for the conception and validation of the methodology. The results obtained can be used to support possible adjustments in energy planning decisions and/or new strategic and political decisions.

Paulisimone RASOAVONJY

Contact : paulisimone.rasoavonjy[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Modélisation et optimisation d'un micro réseau autonome
Modeling and optimization of an autonomous micro-grid

Mots-clés de la thèse : MDE(Maîtrise de la Demande en Energie),Consommation électrique,Modélisation systèmes physiques,Smartgrid,Equations non linéaires,Optimisation non linéaire sous contraintes; simulation numérique.
Energy Demand Management (EDM),Energy consumption,System modeling,Smartgrid,Nonlinear equations,Nonlinear optimization under constraints; numerical simulation.

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : OANH CHAU - oanh.chau[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade MCFHC
- Co-encadrant : DIDIER CALOGINE - 0692778392 - didier.calogine[at]univ-reunion.remove-this.fr - grade MCU

- Comité de thèse :

- M. ALFRED LAURET philippe.lauret[at]univ-reunion.remove-this.fr


CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: Le laboratoire PIMENT travaille sur la modélisation et l’optimisation de systèmes hybrides de production d’énergie en site isolé couplé à une unité de stockage. Au sein du laboratoire, un outil de gestion de la consommation électrique d’un logement a été développé. Basé sur une plateforme de communication développée sous Androïd, l’outil d’aide à la décision enregistre les différentes demandes énergétiques des familles au sein d’une microgrille puis optimise un modèle mathématique pour la recherche du minimum de consommation électrique. Ce modèle est contraint par des critères physiques, financiers et les souhaits des utilisateurs.
Dans une première partie de cette thèse, ce modèle sera étendu à un ensemble plus important de logements par l’intermédiaire d’un modèle hiérarchique. En effet le couplage et la modélisation de l’interaction entre les usagers peuvent s’effectuer à différents niveaux afin de trouver la solution la plus consensuelle pour atteindre l’autonomie électrique de l’ilot. Les différents axes de recherche abordés dans cette thèse concernent la modélisation multi-échelles de la consommation électrique, les méthodes d’optimisation hiérarchique des systèmes complexes, les méthodes de simulation numérique liées aux grilles intelligentes de distribution électrique.
Dans la deuxième partie de la thèse, des modèles tenant en compte des incertitudes sur la consommation électrique seront étudiés. En effet la prédiction de la ressource et la combinaison des sources de production sont les clés du bon fonctionnement de la micro grille en mode autonome. Cette réussite nécessite l’utilisation combinée des différents moyens de production électrique et du stockage, la prise en compte de l’intermittence de la ressource, des failles des systèmes de production, des réparations, des temps de charge et de décharge de systèmes de stockages et dans certains cas de l’évolution du prix du marché. L’interaction entre les différents systèmes qui composent l’unité de production sera prise en compte. La performance du système en fonction des contraintes aléatoires sera évaluée. La modélisation multi-échelles conduit à une minimisation multi objectives de la ressource énergétique (coût/production/utilisation). Une représentation stochastique par exemple par chaine de Markov ou en utilisant des fonctions de distribution de probabilité seront également considérées. L’intégration d’une méthode de type Monté Carlo pour l’évaluation de la performance du système est également envisagée au travers de plusieurs scénarios. L’impact de la résolution d’un système de programmation linéaire obtenu par projection de la formulation non linéaire du problème sera mesuré. Une description de la complexité du système sous l’influence de l’incertitude des différentes sources de production sera proposée. L’évolution dans le temps de l’incertitude sur les paramètres du système sera quantifiée.
Dans la troisième partie, une étude statistique de la consommation des usagers sera réalisée sur le site de Mafate. En effet le cirque comporte actuellement plusieurs centaines d’habitations dont la connaissance de la consommation électrique passe par une modélisation fine des foyers. Cette information sera indispensable à la gestion de l’énergie et à l’autonomie des micro grilles.

Valentin RUSSEIL

Contact : valentin.russeil[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Co-construction d’une prospective territoriale pour l’appui aux politiques publiques sur l’autonomie alimentaire et énergétique de l’île de La Réunion
Co-construction of a prospective territorial outlook for the support of public policies on food and energy autonomy on Reunion Island

Mots-clés de la thèse : Analyse spatiale,Autonomie alimentaire,Autonomie energétique,Co-construction d'outils de politique publique,Modélisation prospective,
Spatial analysis,Food autonomy,Energy autonomy,Co-construction of public policy tools,Prospective modeling,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : Jean-Philippe PRAENE - jean-philippe.praene[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR en cours - Quotité de temps : 100 % - grade MCU
- Codirecteur : Jean-philippe TONNEAU - jean-philippe.tonneau[at]cirad.remove-this.fr - HDR obtenu en 2003 - grade IR
- Co-encadrant : François BROUST - +262 2 62 72 78 - francois.broust[at]cirad.remove-this.fr - grade Cadre_confirmé
- Co-encadrant : Danny LO SEEN - 04 67 54 87 34 - danny.lo-seen[at]teledetection.remove-this.fr - grade Cadre_confirmé
CNU de thèse : 24 - Aménagement de l'espace, urbanisme

Résumé du projet de thèse: Dans un contexte général de réflexions croissantes autour des notions d’autonomie alimentaire et énergétique, l’action à échelle locale apparait de plus en plus pertinente. Territoire ultramarin français, La Réunion est une île où les enjeux autour de ce sujet sont accrus : isolation géographique, importante hétéronomie en ressources, pression démographique forte et foncier contraint.
Une approche par la modélisation systémique semble ici nécessaire pour envisager des trajectoires possibles du territoire au regard de sa capacité propre à faire face à une demande alimentaire et énergétique en augmentation. La modélisation est basée sur un logiciel d’analyse spatiale adapté à la prospective territoriale : Ocelet. En amont, un diagnostic des liens entre autonomie énergétique et alimentaire ainsi qu’une première évaluation de la prise en charge en termes de politiques publiques du sujet permet de définir un état initial de la modélisation. Dans une dernière partie, la modélisation et les scénarios obtenus offrent une base pour de l’évaluation de politiques « ex ante » afin d’identifier les meilleurs leviers à mobiliser par les décideurs locaux. Tout au long du projet, la méthodologie retenue cherche à co-construire en intégrant l’expertise d’acteurs du territoire à différents niveaux : entretiens lors du diagnostic servant de base conceptuelle à la modélisation, restitution des résultats en parallèle d’ateliers de discussions pour affiner le modèle et pour réaliser de l’évaluation participative de politiques publiques.

Résumé du projet de thèse en anglais: In a global context of increasing awareness toward food and energy autonomy concepts, regional-scale action appears more and more relevant. Reunion Island is a French overseas territory where stakes regarding this issue are even more significant due to factors such as geographical isolation, high level of resource dependency, critical demographic pressure and lack of available land.
In this case, a systemic modeling approach seems necessary to explore possible territory evolutions regarding its capacity to withstand a growing food and energy demand. The modeling is based on Ocelet; a spatial analysis software adapted to the prospective territorial outlook. Initially, a diagnosis of connections between energy and food autonomy, followed by a first public policy assessment regarding the subject allows defining the initial modeling state. The final step is to use the obtained modeling and scenarios as a basis for ex-ante policy assessment in order to identify the best tools to be mobilized by local decision-makers. Throughout the project, methodology pursues co-construction by integrating local stakeholder’s knowledge at different scales: interviews during the diagnosis used as a theoretical basis for modeling, results sharing in parallel with discussion workshops designed to sharpen the modeling and to perform a participatory assessment of public policies.

Lilian SERRE

Contact : lilian.serre[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Sécurité Incendie et Efficacité Énergétique des Bâtiments Ventilés Naturellement en Climat Tropical
Fire Safety and Energy Efficiency of Naturally Ventilated Buildings in Tropical Climates

Mots-clés de la thèse : Sécurité Incendie,Sécurité Incendie,Ventilation naturelle,,
Fire Safety,Energy Efficiency,Natural ventilation,,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : ALAIN BASTIDE - 0692773891 - alain.bastide[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2011 - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Codirecteur : Olivier VAUQUELIN - olivier.vauquelin[at]univ-amu.remove-this.fr - HDR - grade PR
CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: Dans les régions tropicales, les constructions bioclimatiques sont pensées et implantées de façon à utiliser les capacités éoliennes environnantes pour améliorer le confort thermique des occupants, tout en réduisant de façon importante la consommation d’énergie. De récentes études ont mis en évidence qu’en cas d’incendie, la grande porosité aéraulique de ces bâtiments, recherchée pour des questions de confort, était souvent néfaste à un désenfumage efficace du volume sinistré. En outre, les interactions avec le vent et/ou les éléments de construction de type « double peau de façade » jouent un rôle encore mal évalué sur la propagation rapide des fumées d’incendie aux volumes (verticalement ou horizontalement) voisins. C’est dans l’optique d’évaluer le comportement des fumées pour ces situations où les attentes en termes de confort thermique et de sécurité incendie sont antagonistes qu’est proposé ce sujet de thèse.
Une approche expérimentale en laboratoire permettra, via l’utilisation de moyens de mesure de pointe tels que la PIV, de mieux comprendre les phénomènes convectifs inhérents à ces situations. Cette démarche expérimentale sera étayée par des simulations numériques permettant d’obtenir des informations complémentaires, et ainsi valider et éprouver les modèles analytiques étudiés en parallèle.
A terme, des solutions technologiques et/ou de construction pourront être proposées afin de permettre une dualité entre efficacité de désenfumage et de confort thermique.

Résumé du projet de thèse en anglais: In tropical regions, bioclimatic constructions are designed and implemented in order to use the surrounding wind capacities to improve the thermal comfort of the occupants, while significantly reducing energy consumption. Recent studies have shown that in the event of a fire, the high air porosity of these buildings, which is required for comfort reasons, is often detrimental to effective smoke extraction of the damaged volume. In addition, interactions with wind and/or "double skin façade" type building elements play a role that is still poorly assessed on the rapid spread of fire smoke to neighbouring volumes (vertically or horizontally). This thesis is proposed to evaluate the behaviour of smoke in situations where expectations in terms of thermal comfort and fire safety are antagonistic. An experimental laboratory approach will allow, through the use of advanced measurement methods such as PIV, to better understand the convective phenomena inherent in these situations. This experimental approach will be supported by numerical simulations to obtain additional information, and thus validate and test the analytical models studied in the meantime. In the long term, technological and/or construction solutions may be proposed in order to allow a duality between smoke extraction efficiency and thermal comfort.

Jérôme VUILLEMIN

Contact : Jerome.Vuillemin[at]univ-reunion.remove-this.fr

Titre de la thèse : Prédiction de la durabilité naturelle du bois face aux termites et aux champignons
lignivores grâce à la spectroscopie proche infrarouge
Prediction of the natural durability of wood to termites and fungi attacks by using NIRS

Mots-clés de la thèse : BOIS,DURABILITE,Infa-rouge,prediction,
WOOD,DURABILITY,Infra-red,prediction,

ENCADREMENT DE LA THÈSE
- Directeur de thèse : Marie-France THEVENON - 0675598828 - marie-france.thevenon[at]cirad.remove-this.fr - HDR obtenu en 2010 - Quotité de temps : 80 %
- Codirecteur : ALAIN BASTIDE - 0692773891 - alain.bastide[at]univ-reunion.remove-this.fr - HDR obtenu en 2011 - Quotité de temps : 20 % - grade PR1

- Comité de thèse :

- Gilles CHAIX référentgilles.chaix[at]cirad.remove-this.fr


CNU de thèse : 60 - Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé du projet de thèse: La Durabilité Naturelle d’un bois massif face aux agents xylophages (Termites et champignons lignivores) est variable (au sein d’un arbre, entre deux arbres de provenances différentes).
La détermination de la durabilité naturelle d’une essence de bois repose sur les préconisations de la norme NF EN 350 - Durabilité du bois et des matériaux dérivés du bois. La dernière version de la norme date de octobre 2016.
Les essais préconisés sont longs et fastidieux car ils nécessitent un nombre d’éprouvettes importants et des essais sur différents types de champignons et de termites.
Cette durabilité naturelle est fonction de la teneur en extractibles (Howley et al., 1924 ; Rudman 1963 ; Schultz et Nicholas 2000 …) mais aussi de la densité et de la teneur en lignine (Eaton et Hale 1993).
Le NIRS est un outil rapide et précis dans l’estimation de certains paramètres chimiques du bois :
- Taux de lignine et de cellulose (Easty et al. 1990 ; Schimleck et al. 1998, Schwanninger and Hinterstoisser 2001 ; Wright et al. 1990)
- Taux d’extractibles (Schimleck et al. 1997 ; Gierling et al, 2002)
Le NIRS permet aussi de déterminer des propriétés physico-mécaniques du bois tels que :
- Densité (Thygesen 1994 ; Schimleck et al. 1999)
- Résistance mécanique (Gindl et al 2001)
Ainsi, puisque la plupart des paramètres en liens avec la durabilité naturelle peuvent être mesurés avec le NIRS, il est envisageable de prédire la durabilité naturelle d’une éprouvette de bois. Partant de ce principe, plusieurs études ont été réalisées. Les résultats vont + /- dans ce sens.
Aussi, il apparaît intéressant de réaliser une étude complète afin de déterminer s’il est possible de prédire la durabilité naturelle d’une essence de bois par l’utilisation du NIRS.

Dr. Hélène CAILLET

(Soutenance de thèse le 30/11/2019)

 

Thèse de doctorat en Physique intitulée : " Optimisation de la digestion anaérobie de la vinasse de canne à sucre : modélisation et expérimentations à l’échelle du laboratoire ", sous la direction de Madame Lætitia ADELARD et la codirection de Monsieur Jean CASTAING-LASVIGNOTTES.
 

Composition du jury :

  • Madame Laëtitia ADELARD, Maître de Conférences, H.D.R, Université de La Réunion
  • Monsieur Alain BASTIDE,Professeur, Université de La Réunion
  • Madame Hélène CARRERE, Directrice de Recherches, INRA
  • Monsieur Jean CASTAING-LASVIGNOTTES, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
  • Monsieur Kamal EL OMARI, Maître des Conférences, H.D.R., Université de Pau
  • Monsieur Lingai LUO, Professeur, Université de Nantes
  • Monsieur Daniel MADYIRA, Maître de Conférences, H.D.R., University of Johannesburg
  • Monsieur Thomas PETIT, Professeur, Université de La Réunion


Résumé:

La digestion anaérobie est un processus naturel où la matière organique est dégradée par des microorganismes en l’absence d’oxygène générant ainsi un biogaz composé essentiellement de méthane et de dioxyde de carbone. L’industrialisation du procédé et l’intérêt de la production de biogaz en tant qu’énergie renouvelable, poussent au traitement de substrats variés. A l’échelle industrielle, l’agitation mécanique ou la recirculation doivent permettre la diffusion des microorganismes vers la matière organique à traiter. Ces apports mécaniques sont un poste important de consommation énergétique. En outre, le couplage et les interrelations entre agitation mécanique à l’intérieur des digesteurs et les transferts de masse ont été peu approchées en méthanisation. Ces recherches proposent une première contribution à cette problématique. Dans cette optique, nous étudions l’impact de l’agitation sur les rendements en biogaz de la digestion anaérobie de la vinasse brute en s’appuyant sur des expérimentations et des simulations numériques basés sur la mécanique des fluides (CFD). Les expérimentations menées portent sur la détermination du potentiel méthanogène de la vinasse ainsi que l’étude dans des conditions réelles à différentes intensités d’agitation, en suivant les propriétés physicochimiques du milieu au cours de la digestion. En parallèle, des simulations CFD sur les écoulements au sein d’un digesteur agité mécaniquement sont effectuées afin d’apporter des éléments de compréhension sur les écoulements au sein d’un digesteur agité. Ces travaux sont en accord avec l’étude bibliographique, notamment le fait que l’agitation mécanique a un impact sur les rendements en biogaz.

 

Autre information : MT 180

En 2019, Hélène CAILLET a participé à la finale régionale du concours Ma thèse en 180 secondes. Pour retrouver sa prestation cliquer ici.

Dr. Loïc DIJOUX

(Soutenance de thèse le 13/12/2019)

 

Thèse de doctorat en Physique intitulée : "Simulation numérique des phénomènes d'écoulement et de transport de masse en milieu poreux", sous la direction de Monsieur Alain BASTIDE et le co-encadrement de Monsieur Vincent FONTAINE.

 

Composition du jury :

  • Monsieur Philippe ACKERER, Directeur de Recherches, LHyGES
  • Monsieur Khalid ADDI, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Alain BASTIDE, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Kamal EL OMARI, Maître de Conférences, H.D.R., Université de Pau
  • Monsieur Vincent FONTAINE, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Hoteit HUSSEIN, Associate Professor, King Abdullah University of Science and Technology



Résumé :
Cette thèse est consacrée à la résolution numérique de l'écoulement et du transport de masse en milieu poreux hétérogène et anisotrope par les méthodes Hybrides de Galerkin Discontinues (HDG). Ces nouvelles méthodes présentent de nombreux avantages : en effet, elles sont éligibles à la condensation statique, elles permettent un traitement efficace et robuste des termes de convection, de l'anisotropie ou de l'hétérogénéité et elles utilisent globalement moins d'inconnue que certaines méthodes H(div)-conformes.
Nous présenterons dans ce travail une variante HDG multiplicative et une autre projective pour le problème d'écoulement. L'originalité de ces variantes repose sur l'utilisation couplée (i) de fonctions de forme de Raviart-Thomas pour l'approximation du champ des vitesses de Darcy et (ii) d'opérateur de projection spécifique dans la définition des termes de stabilisation. Cette combinaison judicieuse permet de garantir une convergence suboptimale de la variable d'état sans post-traitement et une reconstruction H(div)-conforme simplifiée de la variable duale. De nombreuses expériences numériques sont alors présentées afin d'étudier la robustesse, la stabilité et la convergence de la méthode pour une large gamme de variation du nombre de Peclet.

 

Dr. Arash KHALATBARI

(Soutenance de thèse le 21 novembre 2019)

Thèse de doctorat en Aménagement intitulée : " La cohésion résidentielle, concepts et mesures ", sous la direction de Monsieur Michel DIMOU.
 

Composition du jury :

  • Monsieur Télésphore BROU, Professeur Université de La Réunion
  • Monsieur Michel DIMOU, Professeur, Université de Toulon
  • Monsieur Damien GAUMONT, Professeur, Université de Paris 2
  • Monsieur Stéphane MANIN, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Madame Nathalie NOEL, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Ali SMIDA, Professeur, Université de Paris 13


Résumé :
La cohésion sociale est un concept récurrent de la politique de la ville et de l’aménagement urbain.Concept idéal dont la notion sous-jacente est l’ordre. Cette recherche étudie une situation d’equilibre d’ensemble à l’échelle territorialisée d’un habitat collectif : La Cohésion résidentielle. Plusieurs facteurs participent à cette équilibre, notamment les comportements des habitants.  Nous proposons la théorie des valeurs comme outil de mesure pour son potentiel explicatif des dynamiques comportementales supra individuelles. 

Dr. Edouard LEBON

(Soutenance de thèse le 16 décembre 2019)

Thèse de doctorat en Physique intitulée : « Optimisation de la méthanisation sèche des déchets ménagers. Étude d’impact de l’épandage des digestats.», sous la direction de Madame Lætitia ADELARD.

Composition du jury :

  • Madame Lætitia ADELARD, Maître de Conférences, H.D.R, Université de La Réunion
  • Madame Titilayo Esther AKINLABI, Professeur, Université de Johannesburg
  • Monsieur Renaud ESCUDIE, Directeur de Recherches, INRA
  • Monsieur Thiery REGNIER, Professeur, Tshwane University
  • Monsieur Thomas PETIT, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Dominique MOREAU, Maitre de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Dinesh SUROOP, Senior Lecturer, Université de Maurice

Résumé :

Face aux problématiques de gestion des déchets à La Réunion, il est urgent de définir des solutions efficaces et cohérentes, tout en respectant un environnement insulaire, dont les ressources en sols et eau sont fortement sollicitées. L'une des solutions pour la gestion des déchets organiques d'origine humaine ou animales (boues d'épuration urbaines, lisiers, fumiers, fientes de volaille…) est la méthanisation. Les volumes de déchets collectés par les diverses collectivités locales à La Réunion ne cessent globalement d'augmenter. Les centres de stockage et de traitement peinent à suivre cette tendance en raison des contraintes foncières et réglementaires. Sur le territoire de la Réunion, le volume d'ordures ménagères est de 330 kg/hab par an, et les pourcentages de matières fermentescibles varient entre 20 et 30% hors cartons et papiers. Or, les fractions fermentescibles des déchets collectés disposent d'un potentiel important en méthanisation qu'il convient d'examiner de manière précise afin de déterminer les conditions de valorisation par production de biogaz. Le travail de thèse proposé ici a pour objectif premier d'étudier de façon scientifique et technique le potentiel de développement de la méthanisation de biodéchets et de la fraction organique des ordures ménagères (FFOM) sur son territoire, notamment par la technique de méthanisation sèche.

Dr. Antoine PERRAU

(Soutenance de thèse le 29 octobre 2019)

Thèse de doctorat en Génie civil intitulée : "Influence de la ventilation naturelle sur l’évolution de l’architecture tropicale. Évaluation de cette influence au travers un regard d’architecte et d’urbaniste exerçant à La Réunion", sous la direction de Monsieur François GARDE.


Composition du jury :

  • Monsieur Mathieu DAVID, Maître de Conférences HDR, Université de La Réunion
  • Monsieur Emmanuel DUFRASNES, Professeur ENSA Strasbourg
  • Monsieur François GARDE : Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Richard HYDE, Honorary professor, University of Sydney
  • Monsieur Christian INARD : Professeur Université de la Rochelle
  • Madame Marjorie MUSY, Directrice de recherche, CEREMA Ouest, Nantes


Résumé :

Cette thèse propose une approche axée sur l’étude de l’influence de la ventilation naturelle dans l’évolution de l’architecture tropicale, d’hier, aujourd’hui et demain. Ce travail part des constats liés à la crise énergétique et ses conséquences, le réchauffement climatique et l’usage immodéré de la climatisation. Il se focalise sur le milieu tropical en pleine croissance démographique, économique et donc énergétique. Dans un premier temps elle répond à la question : Un climat commun, tropical humide, a-t-il pu produire des typologies architecturales originales et communes, malgré une forte dispersion géographique et temporelle, à une époque où la physique des bâtiments n’avait pas cours. ? Dans un deuxième temps, nous avons tenté de caractériser le confort thermique et par quels dispositifs (architecturaux et techniques) il est obtenu pour une « case » traditionnelle Réunionnaise représentative. Dans un troisième temps, nous nous sommes demandés : Comment transposer ces concepts anciens dans des projets contemporains, en respectant quels principes, avec quels outils et pour obtenir quels résultats ? Ceci à partir d’une évaluation de deux études de cas, L’Ilet du Centre et le collège Bouéni, des outils utilisés, de leur contexte d’emploi et l’efficience de ces dispositifs. Enfin dans un dernier temps nous avons pris conscience de la nécessité d’un changement d’échelle. Nous avons, au travers une étude de cas, la ZAC Cœur de ville de La Possession, étudié comment proposer la transcription et assurer la pérennité de la chaine de ventilation naturelle, étudiée dans les trois premières parties, afin de rendre le concept de ville éolienne applicable, opposable, et donc reproductible. Résultats : En termes de résultats, l’étude de ces exemples a montré l’importance de la ventilation naturelle dans la zone tropicale, l’impact sur les formes bâties, les solutions permettant l’obtention du confort dans une case traditionnelle réunionnaise, mis en évidence le rôle du contexte lointain et proche, le risque de dysfonctionnement en cas de modification de celui-ci, l’intérêt de l’usage approprié de nouveaux outils de conception, dont l’ingénierie aéraulique et de les adapter au contexte géographique, climatique et programmatique. Nous avons alors proposé d’assurer la pérennité de ces dispositifs à l’échelle du bâtiment en passant à l’échelle urbaine. Ce travail de thèse a permis notamment de faire des propositions sur une transposition règlementaire de ces règles dans le PLU. Pour cela, nous avons établis des règles de constructibilité, dans le projet Cœur de ville de La Possession préservant un potentiel de ventilation naturelle aux bâtiments dans la trame urbaine grâce à une approche en ingénierie aéraulique intégrée. La transposition règlementaire de ces règles dans le PLU a enfin permis de définir un droit à la ventilation naturelle. Ceci constitue un premier exemple appliqué d’urbanisme éolien réglementaire tout en mettant en évidence la nécessité d’effectuer un suivi opérationnel rigoureux pour en assurer le succès complet.

Mots clés:
Ventilation naturelle – architecture bioclimatique tropicale – architecture vernaculaire – confort thermique- architecture passive – aérodynamique – aéraulique – climatologie – droit à la ventilation naturelle - urbanisme éolien

Dr. Pierrot RANJANIMARO

(Soutenance de thèse le 28 février 2019)

 

Thèse de doctorat en Physique énergétique intitulée : " Analyse de la qualité environnementale, du fonctionnement énergétique des espaces bâtis à Madagascar",sous la direction de Monsieur Jean-Calude GATINA et sous la co-direction de Monsieur Jean-Marie RAZAFIMAHENINA.

 

Composition du jury :

  • Monsieur Damien FAKRA , Docteur, Université de la Réunion
  • Monsieur Jean Claude GATINA, Professeur,Université de la Réunion
  • Madame Bienvenue Ranaivo RABEHAJA, Professeur, Université d’Antananarivo
  • Monsieur Rabevala RAJAONAH, Professeur, Université Antsiranana
  • Monsieur Chrysostôme RAMINOSOA, Professeur, Université Antsiranana
  • Monsieur Michel Aimé RANDRIAZANAMPARANY, Professeur, Université Antsiranana
  • Monsieur Jean Marie RAZAFIMAHENINA, Professeur,  Université Antsiranana
  •  

Résumé :

Le secteur du bâtiment participe à hauteur de plus de 50% de la consommation d’énergie à l’échelle mondiale. Cette consommation ne cesse d’augmenter depuis ces trente dernières années. L’impact environnemental de la consommation d’énergie au niveau de ce secteur est en évolution permanente malgré les recommandations prises durant les COP. Ces constatations sont valables pour la France métropolitaine et aussi pour le cas de Madagascar. Au-delà de la maitrise de la consommation d’énergie, en phase de fonctionnement d’un espace bâti, nous devons également prendre en compte les impacts environnementaux de la phase de construction notamment en ce qui concerne les indicateurs de changement climatique, des maitrises de ressources et de la pollution. Cette thèse s’articule autour de trois concepts. En premier lieu, il s’agit de l’analyse des flux matière autour de leurs caractéristiques techniques et de leurs impacts environnementaux et économiques lors de la construction de l’espace bâti. Dans un second temps, notre analyse se focalise sur l’analyse de flux d’énergie en vue de connaitre la signature énergétique et environnementale du fonctionnement de l’espace bâti et de la mise en œuvre d’un fichier horaire traduisant les caractéristiques de la consommation d’énergie (Profil de consommation journalier et annuel). En dernier lieu, nous abordons également la problématique du pilotage de la distribution de l’énergie électrique dans un espace bâti en vue de dimensionner un système de production d’EnR et un système de stockage et de lisser la courbe de consommation au niveau du réseau de distribution.

Mots-clés :  approche systémique, approche typologique, Analyse de Cycle de Vie, espace bâti, flux d’énergie, flux matière, typologie de produit, poste de consommation énergétique, production d’EnR, pilotage de la distribution électrique

Dr. Karim JUHOOR

(Soutenance de thèse le 29 novembre 2018)

 

Thèse de doctorat en Physique du bâtiment intitulée : "Étude et modélisation d’écoulements en convection mixte : application au désenfumage naturel de bâtiments", sous la direction du Professeur Alain BASTIDE.

Composition du jury :

  • Madame Laëtitia ADELARD, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
  • Madame Aurélie FOUCQUIER, Ingénieur de Recherche, Commissariat à l’Énergie Atomique
  • Madame Béatrice PATTE-ROULAND, Professeur, Université de Rouen
  • Monsieur Alain BASTIDE, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Christian INARD, Professeur, Université de la Rochelle
  • Monsieur Olivier VAUQUELIN, Professeur, Aix Marseille Université


Résumé:

Ces travaux de thèse, répondent à la problématique liée à la sécurité incendie des bâtiments ventilés naturellement, et notamment au comportement des fumées chaudes lorsqu’elles interagissent avec le vent. Le premier chapitre concerne la mise en exergue de la problématique bâtimentaire, au travers de la présentation des moteurs de la ventilation naturelle, d’une analyse règlementaire croisée sécurité incendie / confort thermique, et de multiples retours d’expériences. La nécessité d’étudier les régimes d’écoulement interne lorsque le vent interagit avec la fumée est mise en évidence. Ainsi, dans le second chapitre, les verrous scientifiques, associés à l’identification des régimes d’écoulement en convection mixte, sont soulevés à l’aide d’une analyse de la littérature. Dans le troisième chapitre, nous nous intéressons à la caractérisation des régimes d’écoulement internes lorsque le vent oppose le tirage thermique dans un volume contenant une source constante générant les forces de flottabilité. Une expérimentation densimétrique, air/hélium, à échelle réduite est proposée. Trois régimes d’écoulement internes stables sont mis en évidence. Les transitions entre ces régimes sont caractérisées par une loi puissance, mettant en jeu le nombre de Froude, relatif à la source générant les forces de flottabilité, et le rapport entre la pression dynamique de la source et celle du vent. Dans le quatrième chapitre, ces régimes sont également identifiés, expérimentalement et numériquement, lors de la vidange de fluide léger lorsque le vent oppose le tirage thermique. Une relation entre le nombre de Richardson

Dr. El Assad NIDHOIMI

(Soutenance de thèse le 19 juillet 2018)

 

Thèse de doctorat en Physique énergétiqueintitulée : " Description et analyse du fonctionnement énergétique des espaces bâtis. Mises en oeuvre systémique du bilan carbone associé. Application à l’Eco Ferme de Vincendo et au territoire de Mayotte. ", sous la direction de Monsieur Jean-Claude GATINA.

 

Composition du jury :

  • Madame Fiona BENARD, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Madame Bienvenue RANAIVO RABEHAJA, Professeur, Université d’Antananarivo
  • Monsieur Dimitri BIGOT, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Damien FAKRA, Docteur, Université de La Réunion
  • Monsieur Hery Tiana RAKOTOTONDRAMIARANA, Professeur, Université d’Antananarivo
  • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université de Perpignan Via Domitia


Résumé:

Dans un contexte où les tensions liées aux ressources énergétiques fossiles sont de plus en plus vives, concevoir une nouvelle manière d'appréhender le contexte énergétique est devenu essentiel.

Les moyens de production et de consommation énergétiques habituels ont montré leur limite avec l'apparition de nouveau type de pollution pour différents secteurs. Dans ce rapport de thèse, nous nous sommes essentiellement axés sur le secteur de l'électricité en proposant un Outil pour simuler la consommation électrique ainsi que la production électrique à partir des énergies renouvelables. La simulation de la consommation électrique permet d'avoir des informations à différents échelles d'observation en s'appuyant sur une démarche systémique et typologique, qui permet de calculer le bilan carbone associé à cette consommation ainsi que son coût annuel. Par la suite, cette consommation a été analysée à l'échelle horaire afin de pouvoir la mettre en relation avec des fichiers de production pour effectuer un pilotage au niveau de la courbe de charge.

Ce pilotage a pour but de lisser les pics de consommation électrique au niveau de la courbe de charge.
Les premiers résultats analytiques obtenus à l'aide des outils développés montrent qu'il est possible de réduire l'appel au réseau électrique normal à un certain niveau en fonction des dimensionnements des systèmes de production EnR et du stockage.


Mots clés :

Consommation électrique, production EnR, approche systémique, approche typologique, ACV, Espace Bâti, Système d'Espace Bâti, Territoire, Bilan carbone

Dr. Vanessa RAKOTOSON

(Soutenance de thèse le 7 décembre 2018)

Thèse de doctorat en Physique énergétique intitulée :" Intégration de l’Analyse de Cycle de Vie dans l’étude de la production électrique en milieux insulaires ", sous la direction de Madame Lætitia ADELARD.

Composition du jury :

  • Madame Lætitia ADELARD, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
  • Monsieur Jean-Claude GATINA, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Jean-Philippe PRAENE, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Madame Bienvenue RANAIVO RABEHAJA Professeur, Université d’Antananarivo
  • Monsieur Dinesh SURROOP, Maître de Conférences, Université de Maurice
  • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université de Perpignan – Via Domitia


Résumé:

La croissance démographique, l'amélioration de la qualité de vie, et l'intensification des activités énergivores influent fortement sur la demande en énergie au travers de la consommation d'électricité sur un territoire. Le recours aux énergies fossiles constitue la solution la plus adoptée dans les milieux insulaires pour satisfaire cette demande. L'envers de cette méthode réside dans la quantité d'émissions de gaz à effet de serre générée au cours de la production d'énergie et la vulnérabilité de ces territoires. Les politiques actuelles ambitionnent l'atteinte de l'autonomie énergétique dans les milieux insulaires à moyen terme, et favorisent l'utilisation des énergies renouvelables pour restreindre les émissions de gaz à effet de serre. Ces travaux ont pour objet de quantifier les impacts environnementaux liés à la production d'électricité de La Réunion afin d'établir un diagnostic territorial. À partir de l'Analyse de cycle de vie et suivant les normes ISO 14044, les centrales de production d'électricité du territoire sont évaluées sous différents impacts environnementaux. La démarche adoptée a été de mettre en place un outil d'évaluation adapté à tout territoire, permettant d'identifier les étapes et les processus fortement contributeurs pour la production de 1 kWh électrique. Les résultats de ce diagnostic servent de points de repère pour élaborer les scénarios de production, établis dans une démarche de modélisation prospective. Huit scénarios proposés ont été développés pour répondre aux contraintes environnementales, techniques, sociales et économiques.

Mots clés : Analyse de cycle de vie, production électrique, milieux insulaires, scénarios énergétiques, approche prospective, impacts environnementaux

Dr. Sidiki SIMPORE

(Soutenance de thèse le 7 décembre 2018)

Thèse de doctorat en Physique énergétique intitulée :" Modélisation, simulation et optimisation d'un système de stockage à air comprimé couplé à un bâtiment et à une production photovoltaïque " sous la direction de  par Madame Lætitia ADELARD.

Composition du jury :

  • Monsieur Jean CASTAING LASVIGNOTTES, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
  • Monsieur François GARDE, Professeur, Université de La Réunion
  • Madame Luo LINGAÏ, Directrice de Recherches, Université de Nantes
  • Monsieur Olivier MARC, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Maxime PERIER-MUZET, Maître de Conférences, Université de Perpignan
  • Monsieur Pascal STOUFFS, Professeur, Université de Pau


Résumé:

En raison de la variabilité et de l'intermittence de l'énergie solaire photovoltaïque, son intégration à grande échelle dans le mix énergétique des micro réseaux intégrant différents moyens de production demeure compliquée. En plus cette variabilité de la ressource solaire ne permet pas l’utilisation du photovoltaïque seul pour des systèmes énergétiques autonomes. Une des solutions pour surmonter ces handicaps est le stockage d'énergie qui est généralement basé sur l’utilisation de batteries lithium-ion. Cependant, leur coût élevé et leur impact négatif sur l'environnement lors de l'extraction de leurs matières premières et lors de leur destruction ou de leur recyclage en fin de vie forcent à rechercher d’autres moyens de stockage. Dans thèse, nous avons modélisé et simulé un système de stockage d'énergie basé sur l'air comprimé (Compressed Air Energy Storage : CAES) qui semble être une bonne alternative au système à batterie compte tenu des désavantages cités plus haut. Cette technologie à air comprimé consiste à augmenter la pression de l’air dans une enceinte par le biais d’un compresseur alimenté par une source électrique. À ce jour, les systèmes de stockage à air comprimé existant sont basés sur des configurations à grande puissance avec des réservoirs souterrains tels que d’anciennes mines de sel ou de charbon, dont le stockage se fait sur une longue durée. Dans cette étude, nous présentons la modélisation, la simulation et l’optimisation d’un système de stockage à air comprimé d'une dizaine de kilowatts destiné à alimenter un bâtiment universitaire à énergie positive de façon instantanée à l’opposé des systèmes existants. Le modèle conçu reflète le fonctionnement en régime dynamique du système global composé du bâtiment, du champ photovoltaïque, du réseau électrique et du module de stockage à air comprimé. L’optimisation effectuée permet le dimensionnement d’un système de stockage à air comprimé pour un meilleur rendement (environ 55 %). L’intégration d’un récupérateur de chaleur muni de résistance électrique et l’introduction d’un module de compression à vitesse variable permettent au bâtiment alimenté de tendre vers l’autonomie énergétique à l’image d’un système à batterie pour un site isolé.

Mots-clés : Photovoltaïque, stockage d'énergie, air comprimé, bâtiment, modélisation, simulation, énergies renouvelables.

Dr. Garry RIVIERE

Contact : garry.riviere[at]univ-reunion.remove-this.fr

(Soutenance de thèse le 1er mars 2017)

 

Thèse de doctorat en Mécanique et énergie intitulée :"Mécanique et énergie. Optimisation topologique d’écoulements turbulents et application à la ventilation des bâtiments", sous la direction de Monsieur Alain BASTIDE.

 

Composition du jury :

  • Madame Laëtitia ADELARD, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
  • Madame Aurélie FOUCQUIER, Ingénieur, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
  • Monsieur Alain BASTIDE, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Pierre-Henri COCQUET, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Éric FOCK, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Patrice JOUBERT, Professeur, Université de la Rochelle
  • Monsieur Dominique MARCHIO, Professeur, Ecoles des Mines – Paris Tech
  • Monsieur Etienne WURTZ, Directeur de Recherches, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives


Résumé :

En climat chaud, la ventilation des bâtiments permet d’assurer le confort de ses occupants.  Ainsi, une augmentation de la vitesse d’air sur un individu permet de réduire la température ressentie par celui-ci. Pour modifier les mouvements d’air dans une pièce, des formes de bouche de ventilation spécifiques peuvent être alors utilisées sans pouvoir  identifier la plus performante. Des techniques d’optimisation de forme comme l’optimisation topologique par ajout de matière peuvent alors être utilisées comme outils pour contrôler passivement les écoulements d’air.

 Ces travaux de thèse proposent ainsi, une étude numérique, avec pour objectif le contrôle d’air dans les pièces d’un bâtiment. Pour y parvenir, ces travaux s’intéressent dans un premier temps à l’optimisation de la forme d’une bouche de ventilation non connectée au bâtiment. Les formes optimales  obtenues permettent ainsi d’orienter partiellement le flux d’air en sortie de bouche et d’y minimiser les pertes de charge. Dans un second temps, le manuscrit présente l’optimisation de forme d’une bouche connectée au bâtiment. Selon la configuration proposée, les formes optimales obtenues permettent ainsi d’orienter le jet dans la direction de la zone de présence d’un usager.

 Ces nouvelles formes obtenues ont pour conséquences une augmentation significative des vitesses d’air et de l’intensité turbulente dans la pièce ;  ce qui entraine alors l’augmentation du taux d’insatisfaction des usagers. Pour répondre à cette problématique, ces travaux de thèse proposent alors une dérivation complète du modèle de turbulence k-epsilon pour pouvoir minimiser l’intensité turbulente de la pièce. Les formes optimales obtenues permettent ainsi de réduire l’intensité turbulente, mais la vitesse cible sur l’usager reste tout de même difficilement atteignable.

Mots-clés : Optimisation topoloqique ; Ventilation ; Ecoulements turbulents ; Modélisation RANS, Méthode adjointe continue, Turbulence gelée.

Dr. Pierre-Alexandre RIVIERE

(Soutenance le 3 novembre 2017)

 

Thèse de doctorat en Amenagement du territoire et Urbanisme intitulée :Analyse du retour d'expérience et optimisation de la recherche opérationnelle maîtrise d'ouvrage pour les quartiers durables en milieu tropical ", sous la direction de Monsieur François GARDE et la co-direction de Monsieur Michel DIMOU. 

Composition du jury :

  • Madame Marjorie MUSY, Directrice de Recherches, CEREMA Ouest
  • Madame Pascale PHILIFERT, Professeur, Université Paris Ouest – Nanterre la Défense
  • Monsieur Michel DIMOU, Professeur, Université de Toulon
  • Monsieur François GARDE, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Jean-Philippe PRAENE, Maître de Conférences, Université de La Réunion


Résumé:

L’application du concept de développement durable à l’urbanisme suscite de nombreuses questions tant les contours de « l’urbanisme durable » et des « quartiers durables » paraissent flous. De nombreux outils ont été développés pour aider à la conception des « quartiers durables », souvent dérivés des outils de conception des bâtiments (LEED, BREAAM, HQE etc…) ; ils restent largement proposés et conduis par les Maîtres d’Oeuvre (MOE) et les Assistants à Maîtrise d’Ouvrage (AMO).
Dans ce contexte, une question émerge, celle de savoir quel peut-être l’impact de ces outils sur les décisions et la conduite du projet urbain par la Maîtrise d’Ouvrage Urbaine (MOU). De plus, le projet urbain qui a pour objet la création d’un quartier ou « morceau de ville », fait appel à un large jeu d’acteurs et les questions soulevées par les outils d’aide à la conception dépassent largement le champ d’action de la MOU. Ceci posé, si le couple MOE et AMO peut « se contenter » de l’utilisation d’outils existants au regard de leurs missions respectives, la MOU, du fait de son rôle central et moteur dans le « quartier durable » a de son côté besoin de nouveaux process pour répondre aux enjeux de la durabilité posés par ces outils : comment travailler avec les différents acteurs en vue d’objectifs communs et/ou convergeants ? Se pose alors la problématique de l’évolution des méthodes de travail de la MOU au fil des opérations d’aménagement durable ; comment ne pas avoir de « pertes en ligne » et ainsi continuer à progresser entre deux opérations d’aménagements : la capitalisation des savoir-faire du « chef d’orchestre » qu’est la MOU est alors un questionnement central.

Dr. Christelle HOARAU

(Soutenance de thèse le 23 juin 2017)

Thèse de doctorat en Génie civil, environnement et Urbanisme intitulée : "Contribution à l’analyse de la qualité environnementale d’un projet d’aménagement périurbain/rural en milieu tropical - Méthodes et outils d’aide à la décision", sous la direction de Monsieur Jean-Claude GATINA.

 

Composition du jury :

  • Madame Fiona BENARD-SORA, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Madame Divya LEDUCQ, Maître de Conférences, Université de Tours
  • Madame Marie-Hélène MASSOT, Professeur, Université Paris-Est Créteil
  • Monsieur Harry BOYER, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Jean-Claude GATINA, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Jean-Philippe PRAENE, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Bienvenue RANAIVO RABEHAJA, Professeur, Université d’Antanarivo
  • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université de Perpignan Via Domitia


Résumé:

Le développement industriel important, le fort accroissement démographique, l’urbanisation intensive, l’expansion des trafics de transports routiers, aériens et maritimes, sont tout autant de facteur contribuant à l’épuisement des ressources planétaires, du foncier et au dérèglement climatique. Faire face aux émissions de gaz à effet de serre et aux autres impacts environnementaux se résume le plus souvent à la conduite d’une politique complémentaire couplant les 3 piliers stratégiques du développement durable : environnement, économie et social. Une normalisation des principes de développement durable est difficile à clarifier, elle dépend du contexte et des objectifs d’un pays ou du territoire d’étude impliqué. La transition énergétique et écologique nécessite un référentiel d’éco-aménagement adapté aux spécificités et aux enjeux des espaces concernés. Ces travaux contribuent à accompagner l’aménagement d’un site en milieu périurbain insulaire, autour d'activité des secteurs primaires, secondaires, tertiaires et résidentiels. Dans ce cadre, plusieurs outils d’analyse ont été développés pour répondre aux exigences d’un éco-aménagement, à partir notamment des analyses techniques, environnementales et de l’évaluation globale d'un éco aménagement. Ces outils développés permettent aux acteurs d'aménagement du territoire et de construction d'espaces bâtis, d'analyser les bilans d'impacts environnementaux d’un projet et d’évaluer différentes alternatives d’aménagement. Au delà des outils d'aide à la décision, il est proposé dans cette thèse, une démarche  méthodologique basée sur l'approche systémique et typologique et le cadre normatif ISO 14044 relatif à l'Analyse de Cycle de Vie.

 

Dr. Delphine BARBARY RAMALINGOM

(Soutenance de thèse le 13 décembre 2017)

 

Thèse de doctorat en Physique-Energétique intitulée :"Optimisation topologique des transferts thermiques et massiques dans un canal vertical asymétriquement chauffé", sous la direction de Monsieur Alain BASTIDE.

 

Composition du jury :

  • Madame Lingai LUO, Directrice de Recherches, Université de Nantes
  • Monsieur Christophe MENEZO, Professeur, Polytech’ Annecy-Chambéry
  • Monsieur Jean CASTAING-LASVIGNOTTES, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
  • Monsieur Jean-Luc HARION, Professeur, Ecole des Mines de Douai
  • Monsieur Alain BASTIDE, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Pierre-Henri COCQUET, Maître de Conférences, Université de La Réunion


Résumé:

Les transferts de chaleur entre deux fluides à des températures différentes sont des phénomènes courants dans de nombreux secteurs tels que l'industrie, le bâtiment ou encore les énergies renouvelables. Dans la plupart des cas, les deux fluides ne sont pas en contact, et le transfert s'effectue à travers une surface d'échange. Au sein de la paroi séparatrice, le mécanisme de transmission de la chaleur est la conduction, et, sur chacune des deux surfaces de contact avec les fluides, ce sont généralement les phénomènes de convection qui prédominent. Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans le contexte des stratégies de maîtrise d'énergie où l'objectif de performance passe par l'optimisation des systèmes de transferts de chaleur. Les études effectuées s'intéressent à l'optimisation topologique des échanges de chaleur et de masse dans un canal vertical asymétriquement chauffé avec un écoulement de convection naturelle prédominant.
Dans un premier temps, nous avons identifié les verrous scientifiques à lever lors de la résolution de problèmes d'optimisation topologique en milieux continus. Un des points sensibles est la définition de l'interface fluide-solide à la fin du processus d'optimisation. En effet, une méthode couramment utilisée en optimisation topologique consiste à pénaliser la vitesse du fluide dans la zone correspondant au solide avec l'aide d'un terme de Brinkmann. Comme le coefficient situé devant ce terme ne correspond qu'à deux états (0 pour le fluide et ≠0 pour le solide), la stratégie est de recourir à des fonctions de régularisation qui permettent d'interpoler, entre autres, la conductivité thermique entre les domaines fluide et solide. Ces interpolations facilitent aussi l'utilisation des méthodes à base de gradient pour résoudre le problème d'optimisation. De plus, pour éviter les motifs en damier en fin d'optimisation, il est souvent conseillé d'utiliser des filtres numériques. Notre travail a porté sur l'introduction de nouvelles fonctions d'interpolation de type sigmoïde permettant d'améliorer la définition de la frontière fluide-solide pendant le processus d'optimisation. La taille de la zone intermédiaire, c'est-à-dire la zone ne correspondant ni au fluide ni au solide, a été calculée analytiquement et théoriquement pour montrer qu'elle a été réduite grâce à ces fonctions sigmoïdes. Outre le fait que la définition de la frontière entre les deux domaines s'effectue pendant l'optimisation topologique, cette nouvelle technique ne nécessite pas le recours aux filtres numériques et ne génère pas de motifs en damier. Nous l'avons validée sur deux cas référencés dans la littérature.
Dans un second temps, nous nous sommes intéressés aux transferts thermiques et massiques dans le canal vertical asymétriquement chauffé. En amont des travaux d'optimisation au sens topologique de ces transferts, une étude sur l'influence de la stratification thermique à l'extérieur du canal et l'influence du rayonnement de surface ont été évaluées sur différentes quantités thermiques et aérauliques. Cette étude a permis de mettre en évidence des grandeurs à prendre en compte pour définir nos fonctions coût dans les problèmes d'optimisation. Plus particulièrement, nous avons mis en évidence une variation de la taille de l'écoulement retour, ce qui contribue à augmenter les pertes de charge dans le canal. Nous avons aussi remarqué l'effet bouchon lié à la stratification thermique qui diminue la vitesse du fluide et influence donc l’énergie thermique au sein du canal. Nos travaux se sont concentrés sur l'expression de nouvelles fonctions coût pour la puissance mécanique, d’une part, traduisant ainsi les pertes de charge (malgré l'ajout de matière) dans le canal vertical et une nouvelle expression de la puissance thermique, d’autre part. Nous comparons les valeurs obtenues par notre algorithme avec celles couramment utilisées dans la littérature et montrons que ces nouvelles fonctions coût sont performantes. Elles ont pour effet de corriger les instabilités relevées avec les autres expressions et les formes topologiques obtenues permettent d’atteindre de bonnes performances thermiques et massiques.

Dr. Laurent BRIDIER

(Soutenance de thèse le 29 juin 2016)

 

Thèse de doctorat en Physique énergétique intitulée :"Modélisation et optimisation d’un système de stockage couplé à une production électrique renouvelable intermittente ", sous la direction de Monsieur Alfred Philippe LAURET.

 

Composition du jury :

  • Monsieur Mathieu DAVID, Maître de conférences, H.D.R., Université de La Réunion
  • Monsieur Stéphane LASCAUD, Ingénieur de Recherches, CEO EDF Store et Forecast
  • Monsieur Philippe LAURET, Professeur, université de La Réunion
  • Monsieur Bernard MULTON, Professeur, École Normale Supérieure de Rennes
  • Monsieur Patrice PONGERARD, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Xavier ROBOAM, Directeur de Recherches, CNRS,  École Nationale Supérieure Électronique Électrotechnique Informatique Hydraulique Télécommunication, Toulouse


Résumé:

L'objectif de cette thèse est la gestion et le dimensionnement optimaux d'un Système de Stockage d'Energie (SSE) couplé à une production d'électricité issue d’Énergies Renouvelables Intermittentes (EnRI). Dans un premier temps, un modèle technico-économique du système SSE-EnRI est développé, associé à trois scénarios types d'injection de puissance au réseau électrique : lissage horaire basé sur la prévision J-1 (S1), puissance garantie (S2) et combiné (S3). Ce modèle est traduit sous la forme d'un programme d'optimisation non linéaire de grande taille. Dans un deuxième temps, les stratégies heuristiques élaborées conduisent à une gestion optimisée - selon les critères de fiabilité, de productivité, d'efficacité et de profitabilité du système - de la production d'énergie avec stockage, appelée "charge adaptative" (CA). Comparée à un modèle linéaire mixte en nombres entiers (MILP), cette gestion optimisée, applicable en conditions opérationnelles, conduit rapidement à des résultats proches de l'optimum. Enfin, la charge adaptative est utilisée dans le dimensionnement optimisé du SSE - pour chacune des trois sources : éolien, houle, solaire (PV). La capacité minimale permettant de respecter le scénario avec un taux de défaillance et des tarifs de revente de l'énergie viables ainsi que les énergies conformes, perdues, manquantes correspondantes sont déterminées. Une analyse de sensibilité est menée montrant l'importance des rendements, de la qualité de prévision ainsi que la forte influence de l'hybridation des sources sur le dimensionnement technico-économique du SSE.



Mots clés :

Stockage d'énergie renouvelable, dimensionnement optimal, services réseau, optimisation heuristique.

Dr. Graziella CHUPPA TOSTAIN

(Soutenance de thèse le 11 février 2016)

 

Thèse de doctorat en Biotechnologie environnementale intitulée :"Traitement biologique de vinasses de distillerie en vue de la production de molécules d’intérêt et énergétiques", sous la direction de Monsieur Monsieur Thomas PETIT et Madame Laëtitia ADELARD.

 

Composition du jury :

  • Madame Laëtitia ADELARD, Maître de Conférences H.D.R., Université de La Réunion
  • Madame Hélène CARRERE, Directeur de Recherches, INRA
  • Madame Sabine GARABEDIAN, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Madame Elisabeth GIRBAL-NEUHASSER, Professeur, Université Paul Sabatier – Toulouse 3
  • Monsieur Thomas PETIT, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Thierry REGNIER, Associate professor, Tshwane University of Technology



Résumé:

Issues de la fermentation et de la distillation des mélasses de canne à sucre, les vinasses constituent, avec près de 150 000 tonnes annuellement produites, l'un des déchets de l’industrie agroalimentaire le plus abondant de l’île de La Réunion. De par leurs fortes teneurs en éléments organiques et minéraux, leur potentiel polluant est considérable et leur traitement un enjeu environnemental majeur.

Le recours aux micro-organismes tels que les champignons filamenteux et les levures constitue une alternative de dépollution pertinente et économiquement viable. Le traitement aérobie des vinasses conduit notamment à une baisse significative de leurs propriétés physico-chimiques. Les souches appartenant au genre Aspergillus se sont avérées être particulièrement efficaces pour le traitement des vinasses avec des rendements de DCO et de décoloration pouvant atteindre respectivement 77% et 40% de réduction. Par ailleurs ces traitements aérobies s’accompagnent de fortes productions de biomasse pouvant atteindre jusque 30 g.L-1 de biomasse sèche en fonction de l’origine des vinasses. Ces résultats suggèrent que certains micro-organismes, à l’instar d’Aspergillus, possèdent les outils enzymatiques nécessaires pour dégrader les molécules réfractaires présentes dans la vinasse et les convertir en molécules fermentescibles.

Aspergillus niger est un des ascomycètes les plus étudiés. Son génome a fait l’objet d’un séquençage et la plupart des gènes sont identifiés. Une analyse transcriptomique a permis d’appréhender les mécanismes mis en jeu lors de la croissance d’A. niger en milieu vinasse et mis en évidence la sécrétion d’enzymes hydrolytiques. Par ailleurs, nous avons cherché à valoriser cette biomasse sous forme énergétique. Ainsi le potentiel méthanogène de vinasses pré-traitées par voie aérobie a été évalué. Sous certaines conditions, ce potentiel a pu être amélioré jusqu’à 60% comparativement à celui de vinasses non traitées.



Mots-clés :
Vinasse, canne à sucre, champignons, prétraitement aérobie, enzymes hydrolytiques, digestion anaérobie, potentiel méthane

Dr. Hadja Maïmouna DIAGNE

(Soutenance de thèse le 28 avril 2015)

 

Thèse de doctorat en Énergétique intitulée : " Gestion intelligente du réseau électrique Réunionnais. Prévision de la ressource solaire en milieu insulaire ", sous la direction de Monsieur Alfred Philippe LAURET.

 

Composition du jury :

  • Monsieur Philippe BLANC, Ingénieur de Recherche, MINES ParisTech
  • Monsieur Rémy COURDIER, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Mathieu DAVID, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Philippe LAURET, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Richard PEREZ, Professeur, University at Albany, State University of New York
  • Monsieur Philippe POGGI, Professeur, Université de Corse


Résumé :
L’intégration de la production des énergies renouvelables intermittentes dans le mix énergétique est aujourd’hui limitée à un seuil de 30 % de la puissance totale produite. Cette mesure vise à assurer la sécurité de l’alimentation électrique des réseaux insulaires en France. La levée de ce verrou technique ne pourra se faire qu’en apportant des solutions au caractère intermittent des sources d’énergies éolienne et photovoltaïque. Les difficultés énergétiques auxquelles sont confrontés aujourd’hui les milieux insulaires préfigurent celles que rencontrera la planète à plus ou moins long terme. Ces territoires sont des laboratoires uniques pour éprouver les nouvelles technologies de stockage, de gestion et de prévision de l’énergie. La contribution de ce travail de thèse se focalise sur la prévision du rayonnement solaire global à différents horizons de temps car la puissance photovoltaïque produite découle directement de l’intensité du rayonnement solaire global.

Dans un premier temps, l’étude bibliographique a permis de classer les modèles de prévision numériques et les modèles de prévision statistiques en fonction de la résolution spatiale et temporelle. Par ailleurs, elle montre que les meilleurs performances sont obtenues avec les modèles hybrides.

Dans un deuxième temps, un modèle de prévisions à court terme (J+1) est proposé avec le modèle Weather Research and Forecasting (WRF) et un réseau de neurone bayésien. L’hybridation de ces deux méthodes améliore les performances de prévisions à J+1.

Dans un troisiÈme temps, un modèle de prévision à très court terme (t+h) est proposé avec le modèle hybride de Kalman. Cette méthode produit d’une part une prévision énergétique et d’autre part une prévision multi-horizon. La comparaison de la performance de ces modèles avec la méthode de référence dite de persistance montre une amélioration de la qualité de la prévision. Enfin, la combinaison du filtre de Kalman avec le modèle numérique WRF permet une mise en oeuvre opérationnelle de la prévision

Dr. Christelle HATIK

(Soutenance de thèse le 11 décembre 2015)

 

Thèse de doctorat en Mécanique et Environnement intitulée :"Proposition de scénarios de gestion raisonnée des déchets en vue de leur valorisation énergétique en milieu insulaire", sous la direction de Madame Lætitia ADELARD.

 

Composition du jury :

  • Madame Laëtitia ADELARD, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
  • Madame Bienvenue Ranaivo RABEHAJA, Professeur, Université d’Antananarivo
  • Monsieur Jean-Claude GATINA, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Dominique MORAU, Maître de Conférences,  Université de La Réunion
  • Monsieur Henritiana RAKOTONDRAMIARANA, Maître de Conférences, Université d’Antananarivo
  • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université de Perpignan



Résumé:

La société de consommation dans laquelle, nous évoluons est génératrice de beaucoup de pollutions notamment de déchets. Cette croissance exponentielle de détritus, nous amène à reconsidérer nos habitudes de consommation et notre vision du système actuel. C’est dans une réelle prise de conscience des dégâts occasionnés que nous pourrons agir pour améliorer ces failles dans un but optimisation et de performances. C’est pourquoi, nous avons choisi d’étudier la gestion des déchets afin de pouvoir répondre à ces objectifs et proposer des scénarios de gestion et de traitement des déchets adaptés aux territoires étudiés. Pour mener à bien cette étude, nous nous sommes intéressés à l’île de la Réunion permettant ainsi à contribuer au développement des territoires insulaires.
Autour de cette problématique, nous nous sommes attachés principalement à développer une démarche méthodologique permettant de composer différents scénarios de déchets. Afin de réaliser la création des scénarios, nous avons mis en oeuvre un outil de simulation et de modélisation de traitement et de gestion des déchets.
Pour cela, nous avons développé une méthode, une approche descriptive qui nous permet de présenter de manière intelligible toutes les entités qui composent le système de traitement des déchets ainsi que les flux de matière et d'énergie qui interfèrent avec les systèmes observés. Nous commençons par une phase d'identification où toutes les entités observées (flux et systèmes) sont clairement définies, nous poursuivons la description par une phase de caractérisation où nous définissons et renseignons tous les paramètres d'observation des flux et des systèmes.
Sur cette base, nous avons mis au point un outil de simulation de gestion et de traitement des déchets. La conception de l’outil, nécessite donc une connaissance précise des éléments constituant chacun des niveaux d’observation étudiés. Cette observation du système par l’observation des flux, nous a permis de mettre en évidence les phases de traitement autour des étapes de stockage, de transport et de transformation. C’est notamment au travers de ces indices qu’il nous a été possible d’identifier les paramètres de gestion à considérer afin de répondre à nos problématiques de coûts et d’environnement. A ce stade, l’outil permet une acquisition de données détaillées à toutes les phases de gestion afin d’établir un certain nombre de scénarii de gestion des déchets.
Une fois, les scénarios mis en oeuvre dans l’outil, une analyse multicritères développée à partir de l’outil de calcul PROMETHEE est réalisée afin permettre le classement des différentes alternatives possibles dans un but d’aide à la décision. Cette analyse s’est avérée pertinente dans le choix des meilleurs scénarios de gestion et de traitement des déchets. Et nous permet de conduire une réflexion la moins orientée possible afin d’assurer une bonne crédibilité des choix et décisions à retenir.

Mots-clés :
Gestion raisonnée des déchets ; Scénarios ; Analyse systémique ; Outil de simulation, Analyse Multicritères.

Dr. Aurélien JEAN

(Soutenance de thèse le 8 décembre 2015)

 

Thèse de doctorat en Physique du bâtiment intitulée :"Contribution à l’Étude des Parois Complexes Végétalisées (PCV): Évaluation de la Performance Énergétique Globale en Climat Tropical Humide", sous la direction de Monsieur Frédéric MIRANVILLE.

 

Composition du jury :

  • Monsieur Alain BASTIDE, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Stéphane GUICHARD, Chercheur, Ecole d’Ingénieurs CESI
  • Monsieur Teddy LIBELLE, Docteur, Université de La Réunion
  • Monsieur Fréderic MIRANVILLE, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université de Perpignan Via Domitia
  • Monsieur Georges ZISSIS, Professeur, Université Paul Sabatier Toulouse 3


Résumé :

Contexte du sujet : Le changement climatique d’origine anthropique, mis en exergue par le GIEC, conduit à revoir les politiques énergétiques à toutes les échelles de la société Française. Parmi celles-ci, le parc immobilier est l’un des postes les plus énergivores (47%). Ce constat est également valide à l’échelle de l’île de La Réunion (département français dans l’océan Indien), dont le climat tropical humide induit une forte utilisation de la climatisation. Dans le but de limiter les consommations énergétiques, et en vue d’atteindre le confort thermique par des systèmes passifs, l’une des actions majeures est la réduction de la surchauffe des bâtiments. L’utilisation des Parois Complexes Végétalisées (PCV) représente une solution potentielle à cette problématique.

Objectifs : Nous savons que les toitures végétales intensives (PCVThci ) sont présentes depuis plusieurs millénaires dans les pays scandinaves, mais cette solution est-elle adaptable à La Réunion? Et dans l’affirmative, quelle solution technique permettrait d’adapter les PCV au mode constructif réunionnais? (structures légères). D’autre part, comment prévoir de façon fiable et reproductible le comportement et la performance énergétique des PCV ? Afin de répondre à ces questions, une méthode basée sur l’expérimentation et la modélisation est mise en œuvre.

Expérimentation : Une étude à échelle réduite in situ a été menée afin de tester l’adéquation des PCV avec le climat réunionnais. Puis, suite à divers développements métrologiques, associés à la superficie de la surface d’observation, la PCV testée a été adaptée aux structures légères. Deux approches ont été utilisées: la réduction de masse d’une toiture végétalisée extensive classique (PCVThce), et la création d’une approche innovante (PCVX).

Modélisation numérique : Un code de calcul dédié a été créé : PcvBât. Fort de ses 28 000 lignes de code, PcvBât modélise les transferts thermiques, hydriques et hygriques considérés ainsi que leurs interactions. La modélisation du bâtiment est effectuée par la plateforme d’expérimentation numérique nodale Isolab à laquelle il est intégré sous forme de module. À cette fin, la gestion de la résolution couplée des champs thermiques, hydriques et hygriques et de leurs convergences fut nécessaire.

Résultats : Il ressort de cette étude que les PCV sont adaptables à La Réunion. À cette fin, une approche innovante a permis de développer un prototype (la PCVX) ayant la capacité d’ouvrir un nouveau secteur d’activité : les PCV sur structures légères (exportables dans toute la ceinture tropicale). Il fait l’objet d’une procédure de dépôt de brevet. Enfin, il ressort que les modèles mis en œuvre considèrent l’ensemble des phénomènes physiques prépondérants.


Mots-clés :
Paroi Complexe Végétalisée (PCV) ; Efficacité énergétique ; Expérimentation in situ à échelle réduite ; Métrologie ; Modélisation semi-détaillée ; Système d’état ; PcvBât

Dr. Bruno MALET-DAMOUR

Contact : bruno.malet-damour[at]univ-reunion.remove-this.fr

(Soutenance de thèse le 7 décembre 2015)

 

Thèse de doctorat en Physique du bâtiment intitulée :"Contribution à l’étude des Dispositifs de Guides Lumineux Tubulaires (D.G.L.T.) appliqués au Bâtiment: expérimentation, modélisation et validation ", sous la direction de Monsieur Harry BOYER.

 

Composition du jury :

  • Monsieur Dimitri BIGOT, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Harry BOYER, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Stéphane GUICHARD, Chercheur, Ecole d’Ingénieurs CESI
  • Monsieur Chi Yun JIM, Professeur, Université de Hong Kong
  • Monsieur Jean-Philippe PRAENE, Maître de Conférences, Université de La Réunion
  • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université de Perpignan Via Domitia
  • Monsieur Georges ZISSIS, Professeur, Université Paul Sabatier Toulouse 3


Résumé:

Concevoir un bâtiment avec des préoccupations de confort et de maitrise de l’énergie est un enjeu primordial. Dans le contexte mondial alarmant, tant sur le plan énergétique que climatique, le secteur du bâtiment est pointé du doigt. En France, l’éclairage fait partie des mauvais élèves comparés aux autres pays européens. Le pays accuse un certain retard dans la qualité de l’éclairage tertiaire ou résidentiel en termes de performance énergétique, confort visuel ou santé au travail.

L’organisation de « 2015, Année de la Lumière en France » par l’ONU, l’UNESCO et le CNOP montre qu’un changement tend à s’opérer dans les consciences.
L’île de La Réunion, compte tenu de son fort gisement solaire, est une terre de choix pour expérimenter des dispositifs novateurs dans l’apport de lumière naturelle au sein des bâtiments. Pour cela, l’approche physique du phénomène offre des perspectives de prédiction où l’étude théorique d’aujourd’hui fera le bâtiment de demain.
En débutant par une approche généraliste, ce manuscrit de thèse se veut être le plus exhaustif possible dans l’étude bibliographique, expérimentale et modélisation du comportement des DGLT-R (Dispositifs de Guides Lumineux Tubulaires Réfléchissants) appliqués au bâtiment.

Notre prospection bibliographique nous a révélé que ce procédé est couramment commercialisé et installé à l’échelle internationale sur les bâtiments soucieux de leur impact environnemental ou du bien-être de leurs occupants. Cependant, la littérature montre également qu’ils sont peu étudiés et que les approches ne peuvent être appliquées à tous types de climats. Dans ce cadre, une étude expérimentale à échelle réelle, comprenant de nombreux scénarios, a été menée en vue de créer une base de données de mesures expérimentales unique et comprendre les phénomènes mis en jeu.

La modélisation semi-empirique possède à la fois des atouts et des inconvénients. Forte de simplicité, elle reste toutefois limitée à une configuration ou un climat particulier.
À cette problématique, ces travaux de recherche offrent une solution : un outil numérique de modélisation dédié, assurant la génération des modèles au départ de mesures à effectuer, nommé HEMERA. Il utilise la puissance des algorithmes génétiques pour offrir une solution efficace à un problème local. Le code de calcul CODYRUN est le support de validation du modèle généré pour le climat de La Réunion. Ce code de calcul bénéficie d’une expérience et d’un développement de plus de 20 ans au sein du laboratoire PIMENT.


Mots –clés :
Éclairement naturel, Bâtiment, Économie d’énergie, Conduit de lumière, HEMERA, CODYRUN, Générateur de modèle, DGLT, SHADECO, Coefficients Empiriques Climatiques (CEC)

Dr. Emeric TAPACHES

(Soutenance de thèse le 29 avril 2015)

Thèse de doctorat enPhysique énergétique intitulée : " Estimation du Potentiel de la Technologie Solaire Thermodynamique à Concentration en Climat Non Désertique — Application à La Réunion ", sous la direction de Monsieur Franck LUCAS.

 

Composition du jury :

  • Monsieur Jean-Jacques BEZIAN, Ingénieur de Recherches, H.D.R., École de Mines d’Albi
  • Monsieur Philippe BLANC, Ingénieur de Recherche, MINES ParisTech
  • Monsieur Philippe LAURET, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Franck LUCAS, Maître de Conférences, H.D.R., Université de Polynésie Française
  • Monsieur Gabriel OLALDE, Directeur de Recherche, CNRS-PROMES- ODEILLO
  • Monsieur Richard PEREZ, Professeur, University at Albany, State University of New York
  • Monsieur Michel PONS, Directeur de Recherches, CNRS-LIMSI Orsay


Résumé :
Cette thèse porte sur l’étude de la ressource solaire directe reçue à La Réunion et sur la modélisation numérique d’une centrale solaire thermodynamique constituée : 1/d’un champ de capteurs linéaires de Fresnel dans lequel circule une huile de synthèse ; 2/de deux stocks de chaleur sensible ; 3/ d’un cycle organique de Rankine. L’objectif est d’évaluer les performances d’une telle centrale fonctionnant dans une région de l’île identifiée comme favorable.
Pour répondre à cet objectif, plusieurs travaux ont été menés : (i) une carte de l’ensoleillement direct normal reçu en moyenne au cours d’une année a été réalisée à partir des images du satellite MeteoSat 7 pour le territoire de la Réunion. Cette carte a permis d’évaluer la disponibilité de cette ressource ; (ii) un nouveau modèle de décomposition du rayonnement global en rayonnement diffus a été développé à partir de mesures effectuées à Saint-Pierre. Ce modèle se base sur la représentation des plus fortes probabilités d’occurrence de la fraction de diffus ; (iii) La géométrie du capteur et le rayonnement direct qu’il concentre ont été modélisés à partir d’un code de lancer de rayons existant. Ce code a été utilisé, d’une part, pour dimensionner le capteur à l’aide d’une méthode d’optimisation. Et d’autre part, pour mettre en place une méthode de simulation « rapide » des distributions de flux absorbé par les éléments du récepteur linéaire à l’aide d’abaques ; (iv) Le comportement thermique du capteur solaire a été modélisé en dynamique avec une approche nodale ; (v) Le productible annuel d’une centrale fonctionnant dans le sud de l’île a été simulé selon des procédures de régulation et de contrôle commande mise en place pour une stratégie de production adaptée aux besoins de l’île.
Les modèles qui ont été développés durant cette thèse sont des outils d’aide au dimensionnement et permettent l’étude des stratégies de contrôle commande d'une centrale solaire thermodynamique à capteur linéaire de Fresnel.

 

Dr. Audrey JOURNOUD

(Soutenance de thèse le 15 octobre 2014)

 

Thèse de doctorat en Physique et énergétique intitulée : "Etude de la faisabilité technique des installations de production d’énergie thermique des mers ", sous la direction de Monsieur Franck LUCAS.

 

Résumé :

Développement d'outils d'aide à la conception et au dimentionnement pour l'amélioration des performances, du fonctionnement et des coût d'une centrale d'Enegie Thermique des Mers.

 

Abstract:


In a sensitive energy context – mounting electricity needs, increasing greenhouse gas emissions, and rising price of fossil fuels – renewable energies propose some "clean" and sustainable solutions. One of them is Ocean Thermal Energy Conversion. Thanks to the temperature difference between hot sea water of the surface, and cold deep sea water, this process is able to produce base load electricity, in opposition to intermittent sources of energy as solar or wind power.
The main objective of this Thesis is to optimize the energy production, the plant operating, and the resale price electricity.
We develop three tools to answer this problematic:
•A steady state model, based on empirical exchange correlations, predicting the electricity production, from the heat exchangers dimensioning data and environmental data.
•A dynamic model of an onshore small scale power plant, based on the irreversible process theory, estimating the intensive conditions of the system at each time step.
•An onshore experimental facility to test the main cycle components and to give validation elements for the models listed.
Then, different evaporator technologies are tested thanks to the experimental installation. The best-performing one, for a hot sea water temperature range over 27,5°C, is a flooded shell and smooth titanium tubes technology. Then, the most influencing dimensioning parameters of the heat exchangers, on the electrical production are determined by a sensitivity analysis of the steady-state model. The net electrical production is improved, in optimizing those parameters, and increase by 11% on average over the year.
Furthermore, the experimental installation and the dynamic model lead to optimize the plant operating and the resale price electricity through three practical examples:
•The stability of the production of power
•The materials’ choice
•The circuit design of the installation

Dr. Stéphane GUICHARD

(Soutenance de thèse le 14 mai 2013)

 

Thèse de doctorat en Physique du Bâtiment intitulée : "Contribution à l'étude des parois complexex intégrant des matériaux à changements de phase : Modélisation, Expérimentation et évaluation de la performance thermique globale", sous la direction de Monsieur Frédéric MIRANVILLE.

 

Composition du jury :

  • Monsieur Alain BASTIDE, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Milorad BOJIC, Professeur, Université de Kragujevac
  • Monsieur Harry BOYER, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Frédéric MIRANVILLE, Professeur, Université de La Réunion
  • Monsieur Joseph VIRGONE, Professeur, INSA de Lyon
  • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université Perpignan Via Domitia


Résumé:

Cette thèse s'inscrit dans une démarche de maîtrise de l'énergie dans le secteur du bâtiment. Elle a pour but d'utiliser des solutions passives pour atteindre de hautes performances énergétiques. L'une des solutions proposées est l'utilisation de Matériaux à Changements de Phase (MCP) dans les parois. Les matériaux à formes stabilisées solide-liquide, sont utilisés pour stocker l'énergie thermique sous forme de chaleur latente. Le but de l'étude est de mettre en évidence l'impact réel des MCP en termes de complément d'isolation thermique et de proposer un modèle thermique pour prédire leurs impacts sur le champ de température et sur le confort thermique.

Une séquence expérimentale en environnement naturel et à grande échelle a été menée à l'île de La Réunion, où le climat est tropical et humide, avec un fort taux d'ensoleillement. Le rayonnement solaire étant important, il est nécessaire de minimiser les sollicitations solaires sur l'ensemble du bâtiment et en particulier la toiture, qui constitue la surface la plus exposée. Il est alors nécessaire de proposer une modélisation adaptée, qui intègre à la fois les phénomènes physiques mis en jeu mais également les éléments structurels selon l'état de l'art. Le modèle est couplé à un code de simulation thermique du bâtiment (ISOLAB) et permet de prédire d'une part les profils de températures de chacune des surfaces constituant l'enveloppe du bâtiment, et d'autre part d'évaluer l'impact des MCP sur le confort thermique pour différentes configurations.

Selon une méthodologie alliant Modélisation, Expérimentation et Validation (MEV), la démarche a permis de valider l'expérimentation dédiée et d'évaluer la capacité du modèle à prédire l'ensemble des données issues des séquences expérimentales

 

 

Dr. Aurélie LENOIR

(Soutenance de thèse le 24 mai 2013)

 

Thèse de doctorat en Physique du Bâtiment intitulée : "Confort en climat tropical - Conception et exploitation de bâtiment zéro énergie", sous la direction de Monsieur François GARDE et la co-direction de Monsieur Etienne WURTZ.

 

Composition du jury :

    • Monsieur Alain BASTIDE, Professeur, Université de La Réunion
    • Monsieur Mathieu DAVID, Maître de Conférences, Université de La Réunion
    • Monsieur Michael DONN, Senior Lecturer, Victoria University of Wellington
    • Monsieur  François GARDE, Professeur, Université de La Réunion
    • Monsieur Christian INARD, Professeur, Université de la Rochelle
    • Monsieur Brahmanand MOHANTY, Docteur, Asian Institute of Technology
    • Monsieur Etienne WURTZ, Directeur de Recherches, CNRS, CEA-INES


    Résumé:

    Cette thèse propose une approche originale axée sur l’étude du confort pour la conception et l’exploitation de bâtiments « zéro énergie » en climat tropical. Elle fait partie d'un projet international porté par l’Agence Internationale de l’Energie (AIE), la Tâche 40 / Annexe 52 qui concerne les bâtiments « zéro énergie ». Le bâtiment ENERPOS, situé à La Réunion et utilisé comme étude de cas dans cette thèse, est l'un des trente bâtiments sélectionnés par l'AIE pour créer une base de données internationale de projets pilotes.

    L’étude part du constat que l'un des défis auxquels fait aujourd'hui face la zone intertropicale est la demande croissante en énergie. La conception passive des bâtiments est proposée comme une alternative intéressante pour réduire leurs besoins en énergie. Dans ce cas, une étude approfondie du bâtiment dans son ensemble est indispensable pour garantir l’équilibre entre le confort des occupants et la réduction des consommations énergétiques. Bien que la notion de confort soit profondément subjective, il est nécessaire d’affiner les méthodes et outils existants pour le caractériser en fonction des paramètres physiques de l'environnement (température, humidité, vitesse d’air, éclairement). Différentes approches du confort thermique et visuel sont introduites dans le but de proposer des critères d'évaluation adaptés aux bureaux d'études. Une enquête sur le confort thermique des occupants du bâtiment ENERPOS, incluant plus de 2000 questionnaires, a été menée entre 2008 et 2011. Les résultats obtenus conduisent à recommander des modifications de la zone de confort de Givoni, en augmentant en particulier la limite supérieure de l’humidité, dans le cas d’un bâtiment passif naturellement ventilé et muni de brasseurs d’air. 

    Une méthodologie de simulation innovante, prenant en compte le comportement passif des bâtiments, grâce à une étude couplée du confort thermique et visuel, par opposition à l'approche traditionnelle centrée sur la consommation d'énergie, est proposée pour aider à optimiser la conception des bâtiments passifs. L'étude se concentre sur le choix et le dimensionnement des protections solaires qui jouent un rôle essentiel en climat tropical et qui ont un impact direct sur le confort des usagers des bâtiments. 

    Bien que la phase de conception vise à optimiser le bâtiment pour limiter à la fois l'inconfort et la consommation d'énergie, son exploitation reste la phase critique qui est souvent négligée ou oubliée par les équipes de conception. Un retour expérimental global du bâtiment ENERPOS depuis sa construction, tant au niveau énergétique que du point de vu de ses utilisateurs permet de montrer qu’il est possible de réduire considérablement la consommation d’énergie d’un bâtiment, et donc son impact environnemental, tout en maintenant un confort acceptable pour ses occupants.

    Mots clés :

    Bâtiments à zéro énergie, climat tropical, confort thermique, éclairage naturel, conception passive, retour d’expérience 

    Dr. Lise SAVIDAN

    (Soutenance de thèse le 21 mars 2013)

     

    Thèse de doctorat enurbanisme et aménagement de l'espace intitulée : "L'appropriation du modèle de quartiers durables sous climat tropical - Mise en place d'une grille d'indicateurs de durabilité urbaine appliquée au quartier de Ravine Blanche sur l'île de La Réunion", sous la direction de Monsieur Michel DIMOU et la co-direction de Monsieur François GARDE.

     

    Composition du jury :

    • Monsieur Michel DIMOU, Professeur, Université du Sud – Toulon - Var
    • Madame Jocelyne DUBOIS-MAURY, Professeur, Institut d’Urbanisme de Paris
    • Monsieur François GARDE,  Professeur, Université de La Réunion
    • Monsieur Jean-Claude GATINA,  Professeur, Université de La Réunion
    • Monsieur François MANCEBO, Professeur, Université de Reims
    • Monsieur Stéphane MANIN, Maître de Conférences, Université de La Réunion

     

    Résumé:
    La durabilité urbaine est un sujet de préoccupation contemporain qui a émergé à la fin du 20ème siècle.  Elle propose d'insérer de nouveaux principes d’aménagements adaptés aux nouveaux enjeux de société. Cette thèse aborde le modèle d'éco-quartiers, dans un contexte tropical. Dans une première partie le débat sur le concept général de durabilité urbaine est posé. Il permet de replacer les conditions d’émergence de l’urbanisme durable vis-à-vis de son prédécesseur l’urbanisme moderne. Les principes généraux du concept sont décrits et les sujets qui rassemblent et séparent la communauté scientifique à ce sujet sont présentés. Dans une seconde partie, le contexte urbain des villes tropicales est posé et des solutions de conceptions urbaines adaptées au climat sont envisagées. La thèse consiste à créer un outil d’évaluation de durabilité urbaine applicable sur les quartiers durables en climat chaud. Composé de 50 indicateurs séparés en trois axes majeurs spécifiques au terrain tropical, cette grille permet de dresser un portrait global d'un projet urbain en termes de durabilité urbaine, en faisant émerger trois niveaux de durabilité : de Base, Performant, Très Performant. Une troisième partie de la thèse, permet d’appliquer cette grille évaluative sur le quartier de Ravine Blanche  dans la ville de Saint-Pierre (La Réunion). Le projet de rénovation urbaine permet d'évoluer d'un niveau Non Durable vers un niveau de durabilité de Base .  Cette thèse permet d’observer l’avancée de la prise en compte du concept de durabilité urbaine dans les projets et de guider les choix de durabilités à partir de pistes d'aménagement argumentées et et issues de praticiens en milieu tropical.

     

    Dr. Fiona BENARD

    (Soutenance de thèse en décembre 2012)

     

    Thèse de doctorat en urbanisme et Aménagement du territoireintitulée : " Formes urbaines et Transport en milieu insulaire : l'exemple de La Réunion",sous la direction de Monsieur Jean-Calude GATINA.

    Résumé : L'étalement urbain et le transport sont deux problématiques prépondérantes à La Réunion. Dans un contexte de forte croissance démographique où le million démographique est prévu pour 2030, la question de l'occupation du sol devient primordiale. Le relief réunionnais présentant des spécificités telles, que presque deux tiers de l'île sont indisponibles à l'urbanisation, la problématique de l'étalement urbain devient de plus en plus importante. Dans le même temps, le réseau routier réunionnais, limité également par le relief, est déjà saturé et la problématique transport occupe une grande place dans les préoccupations en matière d'aménagement, à l'exemple de la Route du Littoral. Ainsi, cette relation transport et aménagement est particulièrement importante. Cette thèse propose ainsi de découvrir, à l'échelle des aires urbaines, les différentes formes d'étalement urbain visibles à la Réunion et s'interrogeant sur d'éventuelles similarités avec des territoires non limités par le relief. En effet, une question est posée : le milieu insulaire favorise-t-il des formes d'étalement spécifiques ? De même, la relation entre transport et étalement urbain est mise en exergue à travers les exemples des trois principales aires urbaines de l'Île : Saint-Denis, Saint-Paul- Le Port et Saint-Pierre. A partir de leur évolution depuis 1990 nous proposons quelques scénarios d'évolution qui permettent d'alerter sur la nécessité d'une approche transport-urbanisme dans les futurs projets d'aménagement de l'Île de La Réunion.

     

    Dr. Boris BRANGEONS

    (Soutenance de thèse le 26 octobre 2012)

    Thèse de doctorat en Mécanique et Environnement intitulée : " Contribution à l’étude numérique de la ventilation naturelle dans des cavités ouvertes par la simulation des grandes échelles. Application au rafraîchissement passif des bâtiments",sous la direction de Monsieur Alain BASTIDE et la co-direction de Monsieur Patrice JOUBERT.

     

    Composition du jury :

              • Monsieur Alain BASTIDE, Professeur, Université de La Réunion
              • Monsieur Harry BOYER, Professeur, Université de La Réunion
              • Monsieur Patrice JOUBERT, Professeur, Université de la Rochelle
              • Monsieur Franck LUCAS, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
              • Madame Anne SERGENT, Maître de Conférences, Université de Paris Sud
              • Monsieur Etienne WURTZ, Directeur de Recherches, CNRS, Université de Savoie
              • Monsieur Shihe XIN, Professeur, INSA de Lyon


                Résumé:

                Contexte du sujet : La climatisation est un poste de dépense énergétique important dans le secteur du bâtiment, qui pourrait être réduit de manière drastique par l’utilisation de systèmes passifs de rafraîchissement. Dans les climats chauds et humides, le rafraîchissement passif des bâtiments est une solution éprouvée, qui s’ordonne autour de quatre principes : minimiser les apports de chaleur interne et externe, apporter de l’inertie au bâtiment, humidifier l’air et assurer une bonne ventilation pour favoriser les échanges convectifs.

                Objectifs : La description des transferts thermo-convectifs (évaluation des débits massiques, des transferts de chaleur) mis en jeu dans des cavités ouvertes (pièces avec ventilation traversante, cheminées solaires, doubles peaux, espaces sous-toiture) est encore mal connue et constitue un enjeu pour l’amélioration des systèmes passifs. L’étude de ces phénomènes peut être évaluée par la mécanique des fluides numérique. Les objectifs de ce travail de thèse sont : de réaliser des simulations numériques fines du comportement thermo-aéraulique dans des configurations typiques de systèmes passifs en climat tropical humide, afin d’améliorer nos connaissances sur la ventilation naturelle, d’approfondir et d’apporter des éléments de réponses en ce qui concerne le choix des conditions limites numériques à appliquer pour les systèmes ouverts.

                Modélisation numérique : L’approche numérique adoptée dans ce travail, pour étudier la convection naturelle turbulente, est la simulation des grandes échelles (SGE ou LES en anglais). Cette approche se situe à mi-parcours entre la méthode de calcul direct et la résolution des équations moyennées en temps, de type RANS. L’avantage d’une telle technique est la réduction appréciable du nombre de points de discrétisation nécessaire par rapport à celui exigé par la méthode de calcul direct, tout en conservant l’aspect dynamique des écoulements.

                Résultats : Les résultats obtenus lors de ce travail concernent l’étude des conditions limites dynamiques à imposer pour des géométries ouvertes avec une SND et l’application de la SGE à différentes configurations de cavités ouvertes en régime turbulent, afin de caractériser les champs de température et de vitesse et d’en déduire les grandeurs intégrales d’intérêt (débit massique, débit enthalpique, renouvellement d’air, ...). Les résultats de ces calculs ont été comparés soit à d’autres résultats numériques dans le cadre de benchmarks nationaux (benchmark numérique AmeTh et ADNBâti) ou à des résultats expérimentaux.

                 

                Dr. Placide JAOHINDY

                (Soutenance de thèse le 20 août 2012)

                Thèse de doctorat en Mécanique et Environnement intitulée : " Modélisation des systèmes éoliens verticaux intégrés aux bâtiments : modélisation du couple production/bâtiment",sous la direction de Monsieur Alain BASTIDE.

                 

                Composition du jury :

                • Monsieur Alain BASTIDE, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
                • Monsieur François GARDE, Professeur, Université de La Réunion
                • Monsieur Jean-Claude GATINA, Professeur, Université de La Réunion
                • Monsieur Jean-Philippe PRAENE, Maître de Conférences, Université de La Réunion
                • Madame Bienvenue RANAIVO RABEHAJA, Professeur, Université d'Antsiranana
                • Monsieur Victor RAZAFINJATO, Professeur, Institut Supérieur de Technologie
                • Monsieur Jean-Marie RAZAFIMAHENINA, Professeur, Université Nord Madagascar
                • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université de Perpignan Via Domitia 


                Résumé:

                La technique d’intégration des systèmes éoliens verticaux (VAWT) au service des logements individuels, collectifs et tertiaire est une approche intéressante pour les acteurs de la maitrise d’énergie pour promouvoir une utilisation rationnelle de l’énergie. Le choix de l’implantation d’une éolienne en milieu urbain est déterminé par la hauteur des bâtiments, la vitesse du vent et l’intensité de turbulence du site. Les conditions de vents sévères à faible altitude sont favorables à une implantation de VAWT. Dans certaines villes, la hauteur moyenne des bâtiments est relativement faible et ceci fait qu’en ces lieux, les VAWTs sont appréciable par rapport aux HAWTs. La mécanique des fluides numériques (CFD) est mise en œuvre pour modéliser les écoulements d'air au travers d'éoliennes et des bâtiments. Un problème CFD modélisé avec un modèle de turbulence approprié donnera des résultats de simulations qui s’approchent des réalités physiques et des résultats de l’expérimentation. Dans cette étude, les modèles standard k-ε et SST k-ω ont été utilisés. Après analyse des possibilités d’intégration d’une VAWT, la toiture reste la zone d’intégration la plus intéressante. En plus de l’étude aérodynamique, nous avons entamé une étude de modélisation électrique de la chaine de conversion de l’éolienne en utilisant le logiciel Matlab. Le travail a été effectué dans le but de déterminer la puissance électrique susceptible d’être produite par l’éolienne. Pour finaliser cette étude, un modèle de couplage électrique de VAWTs avec un bâtiment considéré comme un modèle de charge est présenté.
                 

                Dr. Volana RAKOTONIAINA

                (Soutenance de thèse le 17 août 2012)

                 

                Thèse de doctorat en Mécanique et Environnement intitulée : " Co-Méthanisation des déchets fermiers et alimentaires. Expérimentation et modélisation",sous la direction de Monsieur Jean-Claude GATINA.

                 

                Composition du jury :

                      • Madame Laetitia ADELARD, Maître de Conférences, H.D.R., Université de La Réunion
                      • Monsieur Jean-Claude GATINA, Professeur, Université de La Réunion
                      • Monsieur Dominique MORAU, Maître de Conférences, Université de La Réunion
                      • Monsieur Tjalfe Görm POULSEN, Maître de Conférences, H.D.R., Aalborg University
                      • Madame Bienvenue RANAIVO REBEHAJA, Professeur, Université d'Antananarivo
                      • Monsieur Belkacem ZEGHMATI, Professeur, Université de Perpignan Via Domitia 

                           

                          Résumé:
                          Les deux principaux objectifs de cette thèse sont de développer les aspects théoriques et expérimentaux sur la co-méthanisation des déchets fermiers et alimentaires. Les objectifs de nos études portent sur l’élimination du maximum de déchets mis en ISDND, la réduction des pollutions des milieux naturels (eau, sol, air) par les effluents d’élevage, les boues de STEP et sur la mise en disposition d’une source énergétique renouvelable via le biogaz obtenu.

                          Premièrement, nous avons effectué des expérimentations sur la co-méthanisation des effluents liquides, lisier de porc, boues de STEP, et de la vinasse et le mélange de ces effluents d’élevage avec les déjetions solides des animaux (fumier, fientes) et des biodéchets (restes de repas). Ces expérimentations avaient pour but de suivre l’évolution du milieu réactionnel en fonction du composant du mélange ainsi co-digéré. 

                          Deuxièmement des tests des potentiels méthane et biogaz issus de mélange associant plusieurs types de déchets organiques sous différents états physiques (liquide, semi liquide, pâteux, solide) ont été effectués. La problématique qui se posait étant de savoir parmi les déchets à mélanger, quelle proportion de chaque mono-substrat donnera le meilleur potentiel méthanogène et s’il était possible de mettre en avant des effets synergétiques entre déchets.

                          Nous avons fait appel à un outil statistique, le plan de mélange pour définir les mélanges à tester. Pour un mélange à 3 composants (fumier de vache, lisier de porc, restes de repas), le nombre d’expériences optimum à réaliser a été de 13. La réalisation du plan de mélange, c‘est à dire la campagne expérimentale sur les co-méthanisations des 13 mélanges proposés nous a permis d’observer que le potentiel méthane d’un mélange dépend tout premièrement de sa texture (état physique) à l’entrée du processus. Un mélange contenant un maximum en proportion en co-produits liquides (lisier de porc) associé avec le maximum de déchets riches en substrats solubles (restes de repas) nous a donné les meilleurs potentiels méthane et biogaz. Cette observation a été confirmée par le taux de conversion de la matière sèche (MS) en matière volatile (MV) du mélange.

                          Compte tenu du taux de MS, MV et le ratio MV/MS d’un mélange, ainsi que les interactions entre les composants du mélange, une loi permettant de prédire le potentiel biogaz d’un mélange doit considérer ces facteurs. Cette loi doit tenir compte de l’effet positif (synergisme) et l’effet négatif (antagonisme) entre les composants du mélange. Cette loi a été définie dans le but de prédire le potentiel méthane des mélanges constitués de fumier de vache, lisier de porc et restes de repas et se situant à l’intérieur du domaine expérimental défini par les limites sur les proportions minimale et maximale de chaque composant du mélange. Toutefois, cette loi définie n’est applicable qu’aux mélanges d’association de fumier de vache, de lisier de porc et des restes de repas. Cette loi a été définie pour estimer le BMP des mélanges, et ne permet pas de suivre le procédé  de la méthanisation.

                          Aussi, pour prédire le volume de biogaz (méthane) journalier ou cumulé de la co-méthanisation des co-produits liquides et solides, nous avons utilisé un modèle dynamique de la digestion anaérobie par des modèles de processus biologiques, adaptés aux types de substrats utilisés au cours des séries de campagne expérimentale. Ce modèle est un modèle tri-phasique dédié  à modéliser la digestion anaérobie de fumier ou de lisier en mode continu ou discontinu et en régime mésophile. La phase d’hydrolyse du modèle de base ne prend en compte que les polymères sous formes solubles. Une adaptation du modèle sur les équations décrivant la phase d’hydrolyse des polymères a été nécessaire afin de tenir compte la concentration des polymères sous formes particulaires contenue dans le type des substrats complexes tel que le fumier, le lisier, et les restes de repas. Ce modèle adapté a été  dénommé modèle de Couplage. Les valeurs des paramètres du modèle devraient être calibrées pour que le modèle puisse prédire les réponses attendues avec un minimum d’erreur. En effet une calibration des paramètres du modèle les plus influents sur les sorties doit être effectuée afin de valider le modèle de Couplage.

                           

                          Mots clés : 

                          Co-méthanisation, fumier de vache, lisier de porc, restes de repas, mélange, test BMP, modèle de digestion anaérobie

                          Dr. Dimitri BIGOT

                          (Soutenance de thèse en novembre 2011)

                           

                          Thèse intitulée : " Contribution à l'étude du couplage thermique enveloppe/système dans le cas de systèmes complexes photovoltaïques ", sous la direction de Monsieur Frédéric MIRANVILLE.

                           

                          Résumé : Cette thèse présente un modèle thermique et électrique de paroi photovoltaïque (PV) intégrée ou semi-intégrée au bâtiment. La particularité du modèle est le transfert de chaleur entre le panneau et le bâtiment, décrit de telle manière que leurs modèles respectifs soient totalement couplés. Ceci a l'avantage de permettre la prédiction de l'impact de l'installation PV sur le champ de température du bâtiment et donc sur le confort thermique associé. Le but de l'étude est de mettre en évidence l'impact des panneaux PV en termes d'isolation thermique ou de protection solaire pour le bâtiment et la résultante en termes de gain énergétique. De plus, une séquence expérimentale a été menée à l'île de La Réunion, où le climat est tropical et humide, avec un rayonnement solaire important. Dans de telles conditions, il est important de minimiser la sollicitation thermique à travers l'enveloppe du bâtiment, en particulier la toiture. Le modèle est intégré à un code de simulation thermique du bâtiment (ISOLAB) et peut prédire l'impact des panneaux PV installés selon différentes configurations, mais aussi le productible photovoltaïque de l'installation. Finalement, l'étude expérimentale est utilisée pour fournir des éléments de validation du modèle numérique et une analyse de sensibilité est lancée pour mettre en évidence les paramètres les plus influents du modèle. Il a été démontré que les paramètres radiatifs du panneau PV ont un impact important sur le champ de température du bâtiment et que leur détermination doit être faite correctement. Les résultats de cette analyse sont ensuite utilisés pour optimiser le modèle thermique à l'aide du logiciel d'optimisation GenOpt.

                          Dr. Frantz SINAMA

                          (Soutenance de thèse en décembre 2011)

                           

                          Thèse intitulée : " Etude de la production d'électricité à partir de l'Energie Thermique des Mers à l'île de La Réunion : Modélisation et optimisation du procédé",sous la direction de Monsieur Franck LUCAS.

                           

                          Résumé : L’énergie thermique des mers (ETM) offre une alternative intéressante pour la réduction de l’utilisation des énergies fossiles. En utilisant le gradient de température présent entre l’eau de surface et l’eau en profondeur, il est possible de produire de l’électricité grâce à un cycle thermodynamique. Les expérimentations sont peu nombreuses à l’heure actuelle, en raison d’un coût relativement élevé. Une approche fondamentale est donc développée avec la création de modèles numériques en régime permanent et dynamique. Le modèle en régime statique a été développé à partir d’une description mathématique simplifiée des composants du cycle. Ce modèle permet une évaluation globale des performances du système, incluant le prélèvement et le rejet de l’eau de mer ainsi que le cycle thermodynamique. À partir de la modélisation statique, un modèle dynamique a été établi en appliquant la méthode des systèmes équivalents de Gibbs. Cet outil permet de décrire les phases de démarrage et d’arrêt, d’étudier la modulation de la puissance électrique délivrée au réseau et d’optimiser le cycle. Les résultats de simulations des différents modèles sont confrontés à la littérature et à des données expérimentales, afin d’avoir des éléments de validation. L’un des intérêts du modèle en régime dynamique est la possibilité d’effectuer une analyse de type « premier et second principe » du système. Une optimisation du fonctionnement du cycle est réalisée à partir de cette analyse. Des pistes d’améliorations sont proposées. L’optimisation est réalisée grâce au couplage du modèle dynamique avec l’outil Genopt. Les outils numériques développés permettront d’élaborer des stratégies de contrôle des installations.

                          Dr. Olivier MARC

                          (Soutenance de thèse en décembre 2010)

                           

                          Thèse intitulée : " Etude expérimentale modélisation et optimisation d'un procédé de rafraîchissement solaire à absorption couplé au bâtiment ", sous la direction de Monsieur Franck LUCAS.

                           

                          Résumé : Depuis quelques années, les exigences des occupants de bâtiments ont sensiblement changé. On observe en effet une demande de confort de plus en plus rigoureux en particulier en période estivale. Cette augmentation des besoins de climatisation induit un accroissement important de la consommation d'énergie électrique dans les bâtiments, dû à une utilisation majoritaire de climatiseurs à compression mécanique de vapeur. Dans ce contexte énergétique difficile, les systèmes de rafraîchissement solaire font partie des alternatives intéressantes aux systèmes de climatisation classiques, dans la mesure où l'énergie primaire est principalement consommée sous forme de chaleur et provenant du soleil donc gratuite. L'autre grand intérêt de ces procédés est que le besoin en rafraîchissement coïncide la plupart du temps avec la disponibilité du rayonnement solaire. La compréhension et le développement de cette technologie passent par une étude expérimentale avec la réalisation d'installations pilotes à échelle réelle dans le but d'acquérir une expérience concrète. C'est dans ce sens que notre laboratoire s'est proposé de mettre en place une plateforme expérimentale d'une puissance frigorifique de 30 kWf chargée de rafraîchir des locaux d'enseignement de l'Institut Universitaire Technologique de Saint Pierre à La Réunion. La première partie de ce manuscrit présente une analyse expérimentale de cette installation. Une seconde approche purement fondamentale a été envisagée avec l'élaboration de modèles numériques permettant de prédire le comportement de l'installation dans son ensemble. Ces modèles numériques décrits sous plusieurs niveaux de finesse, sont validés par les données expérimentales avant d'être utilisés, soit comme outils de pré‐dimensionnement pour les modèles à descriptions simplifiés, soit comme outil d'optimisation et d'analyse pour les modèles détaillés. Le modèle détaillé représentant notre plateforme expérimentale a permis de réaliser une optimisation du fonctionnement de l'installation et de proposer des améliorations pour réduire la consommation d'électricité et augmenter le coefficient de performance électrique global.