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.