Modélisation dynamique de l’offre et de la demande énergétique des territoires ruraux - Application au secteur résidentiel - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2018

Dynamic modelling of energy demand and production in rural areas - Application to the residential sector

Modélisation dynamique de l’offre et de la demande énergétique des territoires ruraux - Application au secteur résidentiel

Résumé

Rural areas have the main resources of renewable energy in France. Energy networks are less dense there than in urban areas and some energy vectors, like gas, are often missing. However, as urban energy systems have been widely studied, the specificities of rural energy demand remain little-known, especially for the residential sector. Recent works highlight new challenges related to decentralization of the French energy system and the need for fine knowledge of demand and supply, on both spatial and time scales. This research work pursues two objectives. First, it commits to identify the specificities of rural housing energy consumption. Then, it aims at analyzing the potential response of local renewable energy sources to the residential demand in a mixed urban-rural territory, in a 100 % RES process – equilibrium between annual energy demand and supply on the territory. Therefore, a bottom-up model is developed to rebuild the hourly housing consumption of a territory. The load profiles of Pays Yon et Vie (Vendée) are calculated at town scale for year 2015, in order to compare hourly demand based on the type of area in the territory. Prospective scenarios are elaborated at horizon 2050 to compare the effects of trend evolution with a voluntarist energy transition of the residential park. The renewable energy potential of the territory is estimated and a production model is developed to rebuild the hourly local renewable electricity supply. For each scenario, the optimum supply mix is identified, that maximizes the dynamic cover of the demand, in a 100 % RES perspective. The analysis highlights the possibility of reaching significant dynamic cover rates of the residential demand by local renewable sources. Several challenges are identified related to both seasonal and daily variations of electric balance in the various areas of the territory.
Les territoires ruraux disposent du principal gisement d’énergie renouvelable en France. Les réseaux énergétiques y sont moins denses que dans les zones urbaines et certains vecteurs, tels que le gaz, en sont souvent absents. Or, alors que les systèmes énergétiques urbains ont été abondamment étudiés, les spécificités de la demande énergétique rurale restent méconnues, notamment dans le secteur résidentiel. Des travaux récents mettent en avant les enjeux liés à la décentralisation du système énergétique français et le besoin d’une connaissance fine de l’offre et de la demande, tant sur le plan spatial que temporel. Ce travail de thèse poursuit deux objectifs. Tout d’abord il s’attache à identifier les spécificités de la consommation énergétique des logements ruraux par rapport aux logements urbains. Ensuite, il vise à analyser la réponse que peut apporter le gisement local d’énergie renouvelable à la demande résidentielle sur un territoire mixte urbain-rural, dans une optique de territoire à énergie positive – équilibre annuel entre l’offre et la demande énergétique du territoire. Pour cela, un modèle bottom-up est développé pour reconstituer la consommation des logements d’un territoire. Les courbes de charge du Pays Yon et Vie (Vendée) sont calculées à l’échelle de l’IRIS pour l’année 2015, afin de comparer la demande horo-saisonnière selon la typologie de commune du territoire. Des scénarios prospectifs sont élaborés à l’horizon 2050 pour comparer les effets d’une évolution tendancielle et ceux d’une transition énergétique volontariste du parc résidentiel. Le gisement d’énergie renouvelable du territoire est estimé et un modèle de production est développé pour reconstituer l’offre locale d’énergies renouvelables électriques au pas de temps horaire. Pour chaque scénario, le mix optimal de production est identifié, permettant de maximiser la couverture dynamique de la demande, dans une optique de territoire à énergie positive. L’analyse permet de mettre en évidence la possibilité d’atteindre un taux de couverture dynamique significatif de la demande résidentielle par les énergies renouvelables locales. Plusieurs enjeux sont identifiés de variations tant saisonnières que journalières de la balance électrique des différentes zones du territoire.
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Dates et versions

tel-01762269 , version 1 (09-04-2018)

Licence

Domaine public

Identifiants

  • HAL Id : tel-01762269 , version 1

Citer

Pierre Peigné. Modélisation dynamique de l’offre et de la demande énergétique des territoires ruraux - Application au secteur résidentiel. Architecture, aménagement de l'espace. Université de Tours, 2018. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01762269⟩
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