Des micro-réseaux alimentés par panneaux photovoltaïques

Pro­fesseur des uni­ver­sités, Manuela Sechi­lar­iu est direc­trice, depuis 2016, de l’unité de recherche Avenues à l’UTC. Depuis la créa­tion du lab­o­ra­toire en 2006, les micro-réseaux, en par­ti­c­uli­er ali­men­tés par des pan­neaux pho­to­voltaïques, con­stituent un des axes majeurs de recherche en son sein. 

« Quelle que soit la nature des éner­gies renou­ve­lables (EnR), elles néces­si­tent des sys­tèmes mul­ti-sources, autonomes ou con­nec­tés au réseau. Autrement dit un micro-réseau élec­trique. Pour notre part, nous tra­vail­lons sur les micro-réseaux ali­men­tés par des EnR, en par­ti­c­uli­er le pho­to­voltaïque (PV), dotés d’un stock­age sta­tion­naire, de charges et con­nec­tés au réseau nation­al », explique Manuela Sechi­lar­iu. Très vite, l’équipe s’est inter­rogée sur la ques­tion de l’optimisation de ces tech­nolo­gies ou com­ment obtenir un coût d’énergie min­i­mum tout en max­imisant dans le même temps l’utilisation des EnR ? Deux champs d’application ont été iden­ti­fiés : les bâti­ments et la recharge des véhicules élec­triques (VE).

Con­cer­nant les bâti­ments ? « On a opté pour l’utilisation de l’énergie issue de PV. Ce sont des sources asso­ciées à un micro-réseau inté­gré au bâti­ment et qui visent l’efficacité énergé­tique. Pour max­imiser le béné­fice de l’énergie issue de PV, on a pro­posé des réseaux d’alimentation en courant con­tinu des bâti­ments et nous avons fait l’optimisation du coût énergé­tique et de la sta­bil­i­sa­tion de ce micro-réseau, soit autonome, soit doté d’une con­nex­ion au réseau pub­lic », assure Manuela Sechilariu. 

Quel choix pour les VE ? « Nous avons dû adapter nos con­cepts. En effet, dans ce cas pré­cis se pose la ques­tion de l’utilisateur étant don­né que la VE implique des arrivées et des départs inter­mit­tents et aléa­toires en fonc­tion des besoins du con­duc­teur. Alors que, dans le bâti­ment, c’est le maître d’ouvrage qui va définir les critères que ce soit de délestage, de fonc­tion­nement ou de min­imi­sa­tion-max­imi­sa­tion de l’utilisation d’un cer­tain nom­bre de charges d’énergie », explique-t-elle. 

Des tech­nolo­gies utiles face à l’urgence cli­ma­tique mais qui n’en néces­si­tent pas moins une analyse appro­fondie de leur pro­pre bilan car­bone. « On a créé un ensem­ble de méthodolo­gies, d’outils – pour cer­tains sim­pli­fiés et pou­vant être util­isés par des acteurs économiques – con­cer­nant le dimen­sion­nement de ces micro-réseaux qu’ils soient inté­grés aux bâti­ments ou à des sta­tions de recharge de VE. Un dimen­sion­nement qui réponde à la con­trainte envi­ron­nemen­tale, économique et tech­nique. Grâce à ces out­ils, on peut ain­si analyser le cycle de vie des dif­férents com­posants, tant des PV que des micro-réseaux, de leur créa­tion jusqu’à leur destruc­tion ou recy­clage. Une analyse qui nous per­met in fine de cal­culer l’impact car­bone de ces tech­nolo­gies sur trente ans mais aus­si le coût glob­al », souligne-t-elle. 

Des tech­nolo­gies qui pro­duisent certes une énergie pro­pre mais qui néces­si­tent des con­di­tions de fonc­tion­nement et d’usage favorisant une forme de sobriété de la part de l’utilisateur. « Dans un bâti­ment doté d’un micro-réseau ali­men­té par PV par exem­ple, on pro­duit bien sûr de l’énergie mais l’utilisateur devrait être sen­si­bil­isé à une forme de sobriété dans la con­som­ma­tion. Quant aux pro­prié­taires de VE, ils devraient adopter des habi­tudes pour la recharge de leur véhicule qui leur per­me­t­tent de min­imiser le coût de l’énergie et max­imiser l’utilisation de PV. Ain­si, plutôt que de charg­er rapi­de­ment son VE une fois par semaine, ce qui veut dire qu’il va puis­er dans le réseau nation­al, le con­duc­teur pour­rait charg­er un peu d’énergie tous les jours en util­isant le renou­ve­lable. Ce dernier cas étant en plus moins coû­teux pour lui », estime Manuela Sechilariu. 

Autre champ de recherche ? « Dans le cadre d’un pro­gramme sci­en­tifique lancé par l’Agence inter­na­tionale de l’énergie, nous allons étudi­er un champ appli­catif par­ti­c­uli­er : l’impact de l’électrification des trans­ports publics routiers. Il s’agit notam­ment d’étudier l’impact sur le réseau des bus élec­triques basés sur des bat­ter­ies et d’évaluer les solu­tions inté­grant des EnR les plus effi­caces pos­si­ble », conclut-elle. 

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Novembre 2023 - N°61

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