ARMINES - Ecole des Mines de Paris 1600 personnes sur 4 sites : Paris, Évry, Fontainebleau, Sophia Antipolis 600 permanents, 1000 étudiants (22% étrangers) Ingénieurs civils (120 / an) : Paris 3ème cycle (Doctorants & Mastères, 330 /year) : Tous sites 19 Centres de Recherche

Centre d’Energétique Sophia Antipolis 53 personnes : 23 chercheurs permanents 9 techniciens et personnels administratifs 21 doctorants Budget 2.7 M€ dont 1.5 M€ contrats 4 groupes de recherche à Sophia Antipolis ENR Matériaux pour l'énergie Procédés plasma Télédétection et modélisation

MOTIVATIONS Un constat partagé : Nos missions : Epuisement des réserves Contraintes environnementales L'avenir énergétique est à construire Nos missions : Imaginer, évaluer les alternatives énergétiques du futur Technologies, contrôle/commande, outils d'aide à la décision, … Optimiser les systèmes énergétiques Favoriser le développement des énergies "durables"

World Oil: Depletion, Geopolitics, CO2 We Are Here 2050 1850 1850 World Oil: Depletion, Geopolitics, CO2

World Coal: Depletion, Land Impacts, CO2 We Are Here 1850 2150 World Coal: Depletion, Land Impacts, CO2

World Gas: Depletion, Geopolitics, CO2 We Are Here 1900 2050 World Gas: Depletion, Geopolitics, CO2

World Nuclear: Either Depletion or Plutonium Economy, We Are Here Breeder Reactors Uranium 1950 2075 World Nuclear: Either Depletion or Plutonium Economy, Weapons, Waste, Accidents

Hydroelectric: Geographic Limitations We Are Here 2050 1900 Hydroelectric: Geographic Limitations

Renewable Energy: Infinite, Clean We Are Here Renewable Energy: Infinite, Clean

Quel avenir énergétique ?

Les Systèmes Hybrides Intérêt des systèmes hybrides Principales difficultés Dimensionnement Gestion Le projet hybride PV/Diesel du Centre d’Energétique à Sophia-Antipolis Le projet hybride PV/H2 PVFCSYS

Pourquoi des Systèmes Hybrides ? Systèmes ENR autonomes : Petites unités (SHS, < kW) Destinées aux besoins isolés Fourniture réduite et/ou discontinue Centrales PV (Quelques kW) Un compromis à trouver : Economie d’investissement  service intermittent Service permanent  surdimensionnement

Pourquoi des Systèmes Hybrides ? Les Hybrides – Association : D’une ou de plusieurs ressources ENR (caractère aléatoire) D’une ressource contrôlable (Diesel) D’un stockage Avantages : Pas de surdimensionnement du système ENR Qualité de service

Pourquoi des Systèmes Hybrides ? Hybride -> Micro-réseau Insertion dans le processus d'électrification rurale Courant standardisé 220 V ~ Adaptation à la demande Pénétration des ENR Pays fortement électrifiés (potentiel SHS faible) Réseaux existants

Difficultés : Conception EOLIENNE BATTERIE _ + Architectures + Tailles différentes PV DIESEL PETITE HYDRAULIQUE VOLANT D ’INERTIE

Difficultés : Dimensionner + _ ?

Difficultés : Gestion déconnexion PV partielle puissance diesel générée [ W ] puissance diesel état de charge temps [ jours ]

Le Banc d’Essais 48 V 220 V~ CHARGE PV 3.0 kWc BATTERIE 0 - 3.8 kW déconnexion Régulateur V , J CHARGE PV 3.0 kWc BATTERIE = 0 - 3.8 kW 18.7 kWh ~ 220 V 48 V 390 Ah / 48 V start / stop régulation DIESEL G~ 3.2 kW 220 V

Le Simulateur HYPSIM Environnement Matlab Deux thèses Simulation Optimisation (recherche des paramètres de dimensionnement PV/Diesel/Batterie par minimisation d'un critère technico-économique)

… et d’autres Hybrides Système PV/Eolien (Projet INCO, Ouzbekistan 6 kW PV 3 kW Eolien Batterie + réseau (Application télécoms) PV/Hydrogène (Projet PVFCSYS) 3kW PV 3kW electrolyseur 4 kW PàC Batterie tampon, stockage H2 et 02

Projet européen (ERK-CT1999-00017) PVFCSYS Projet européen (ERK-CT1999-00017) Deux pilotes : Banc d'essais à Sophia Antipolis (CENERG, F) Site pilote à Agrate (ST, I) Web site: http://pvfcsys.cma.fr

PVFCSYS Principe

Banc d'essais – Sophia Antipolis PVFCSYS Banc d'essais – Sophia Antipolis H2 O2 3,6 kW alkaline EL Hydrogen systems 4 kW PEM FC Denora 400 l hydrogen at 10 bar 200 l oxygen at 10 bar

PVFCSYS Pilot site – Agrate 2 kW PEM FC Axane 3,6 kW PV Phowatt 3,4 kW alkaline EL Hydrogen systems 4 m3 Hydrogen at 10 bar Connected to the Hydrogen network

PVFCSYS Site Web/Monitoring Chaque jour, valeurs horaires : Irradiation Production PV Energie electrolyseur Energie PàC Charge QUELLES CONCLUSIONS ? Deux systèmes existent et fonctionnent, ils produisent de l'hydrogène et des kWh Une "infinité" de problèmes technologiques restent à surmonter, mais ils sont identifiés La question de la compétitivité économique ne se pose pas aujourd'hui …