Journal des soutenances des thèses 2023
Maïté BERNHARD
Contact : maite.bernhard[at]univ-reunion.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.fr - HDR obtenu en 2015 - Quotité de temps : 100 % - grade MCFHC
- Co-encadrant : Olivier MARC - 0262 96 28 96 - olivier.marc[at]univ-reunion.fr - grade MCF
- Comité de thèse :
- M. MATHIEU DAVID référentmathieu.david[at]univ-reunion.fr
- Sylvain SERRA sylvain.serra[at]univ-pau.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.
Johann FRANCOU
Contact : yvon.francou[at]univ-reunion.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.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Codirecteur : MATHIEU DAVID - 0262912390 - mathieu.david[at]univ-reunion.fr - HDR obtenu en 2015 - grade MCF
- Co-encadrant : DIDIER CALOGINE - 0692778392 - didier.calogine[at]univ-reunion.fr - grade MCU
- Co-encadrant : OANH CHAU - oanh.chau[at]univ-reunion.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.
Tanika JOIN
Contact : tanika.join[at]univ-reunion.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.fr - Quotité de temps : 100 % - grade MCF
- Codirecteur : Laurent DEVISME - +33 (0)2 40 16 - laurent.devisme[at]crenau.archi.fr - HDR - grade PR
- Co-encadrant : ALAIN BASTIDE - 0692773891 - alain.bastide[at]univ-reunion.fr - HDR obtenu en 2011 - grade PR1
- Comité de thèse :
- M. Vincent BEAL vbeal[at]unistra.fr
- M. Philippe GERVAIS-LAMBONY gervais[at]parisnanterre.fr
- M. MICHEL WATIN référentmichel.watin[at]univ-reunion.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.
Kamil Abdallah AMARILLIS
Contact : kamil-abdallah.amarillis[at]univ-reunion.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.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.
Jordy RABETANETIARIMANANA
Contact : jordy-charly-isidore.rabetanetiarimanana[at]univ-reunion.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.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade PR1
- Codirecteur : DOMINIQUE MOREAU - 0262 57 92 43 - dominique.morau[at]univ-reunion.fr - grade MCF
- Codirecteur : HERY TIANA RAKOTONDRAMIARANA - +261341495057 - rktmiarana[at]yahoo.fr - HDR - grade PR
- Co-encadrant : MAMY HARIMISA RADANIELINA - 0692251347 - radanielin[at]yahoo.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.
Laurencia RANDRIAFENO RAJONANDRIANINA
Contact : laurencia.randriafeno-rajonandrianina[at]univ-reunion.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.fr - Quotité de temps : 100 % - grade DR
- Co-encadrant : VINCENT FONTAINE - 0262579464 - vincent.fontaine[at]univ-reunion.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.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.fr - grade MCU
- Co-Directeur de thèse : Hery Tiana RAKOTONDRAMIARANA – rktmiarana[at]yahoo.fr – HDR – grade PR
- Comité de thèse :
- Fiona BENARD fiona.sora[at]univ-reunion.fr
- Mme Sandrine SELOSSE référentsandrine.selosse[at]mines-paristech.fr
- M. Dinesh SURROOP d.surroop[at]uom.ac.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.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.fr - HDR - Quotité de temps : 100 % - grade MCFHC
- Co-encadrant : DIDIER CALOGINE - 0692778392 - didier.calogine[at]univ-reunion.fr - grade MCU
- Comité de thèse :
- M. ALFRED LAURET philippe.lauret[at]univ-reunion.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.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.fr - HDR en cours - Quotité de temps : 100 % - grade MCU
- Codirecteur : Jean-philippe TONNEAU - jean-philippe.tonneau[at]cirad.fr - HDR obtenu en 2003 - grade IR
- Co-encadrant : François BROUST - +262 2 62 72 78 - francois.broust[at]cirad.fr - grade Cadre_confirmé
- Co-encadrant : Danny LO SEEN - 04 67 54 87 34 - danny.lo-seen[at]teledetection.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.
Prédiction de la durabilité naturelle du bois face aux termites et aux champignons. Jérôme VUILLEMIN
Jérôme VUILLEMIN
Contact : Jerome.Vuillemin[at]univ-reunion.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.fr - HDR obtenu en 2010 - Quotité de temps : 80 %
- Codirecteur : ALAIN BASTIDE - 0692773891 - alain.bastide[at]univ-reunion.fr - HDR obtenu en 2011 - Quotité de temps : 20 % - grade PR1
- Comité de thèse :
- Gilles CHAIX référentgilles.chaix[at]cirad.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.