Optimisation de l'intégration de stockages distribués dans les réseaux de chaleur

Les réseaux de chaleur constituent une brique essentielle pour la stratégie de décarbonation des secteurs résidentiel et tertiaire. Afin d'améliorer leur efficacité et d'intégrer de nouvelles sources de production (pompes à chaleur, solaire thermique), un effort de baisse de la température d'opération est nécessaire. Cette évolution peut nécessiter la mise à niveau de certains éléments (conduites, sous-stations, pompes) ou en introduire de nouveaux. L'intégration de solutions de stockage thermique, localisées stratégiquement et pilotées de manière fine, est notamment prometteuse pour l'objectif fixé. Une flexibilité sur la conduite réseau est alors offerte et permet en outre de soulager localement des contraintes hydrauliques. Le problème doit toutefois être abordé au niveau du système, prenant en compte la dynamique réseau et un pilotage adapté. Une autre difficulté est le besoin d'évaluer systématiquement l'intérêt du stockage distribué par rapport à d'autres stratégies (introduction de pompes de relève, évolutions du tracé réseau). Ce sujet complexe est peu abordé dans la littérature. L'objet de la thèse est de positionner par l'analyse mathématique et la simulation l'intérêt du stockage distribué pour la mise à niveau des réseaux de chaleur. On s'appuiera sur une expertise en simulation dynamique thermo-hydraulique pour les réseaux de chaleur capitalisée dans un outil logiciel différenciant [8] développé au laboratoire. Des approches d'optimisation multi-objectif par métaheuristiques initiées dans le laboratoire seront également mobilisées. Des outils et méthodes génériques seront identifiés et implémentés afin d'affermir le potentiel du stockage distribué à accompagner une transition vertueuse des réseaux de chaleur actuels.