SMART-GRIDS, STOCKAGE ET VECTEUR HYDROGENE

À l’issue de ce module, les étudiants connaitront les éléments à prendre en compte lors du dimensionnement d’un réseau embarqué, comme les problématiques de qualité et stabilité, l’apport de l’hybridation, la sécurité et la fiabilité et la CEM.

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• Introduction : Grandeurs mesurables dans une chaîne électrochimique. Deux siècles de développement de l’électrochimie.
•  Les chaînes électrochimiques à l’équilibre. Force électromotrice. Potentiel d’électrode. Loi de Nernst. Générateurs primaires, secondaires, piles à combustible. Capacité, rendement.
•  Les chaînes électrochimiques traversées par un courant : Transfert électronique hétérogène. Couplage du transfert électronique hétérogène et des phénomènes de transport en solution. Les divers régimes cinétiques. Loi de Butler-Volmer. Intensité limite
•  Applications à la mise au point de procédés électrochimiques de synthèse. Applications à la corrosion. Applications à l’étude du fonctionnement des générateurs (charge, décharge).
• Aperçu sur les diverses méthodes électrochimiques. Potentiostat.

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les réseaux électriques intelligents plus communément nommés ‘’smart grids’’ se situent pleinement dans le contexte de la transition énergétique. L’électrification massive constitue une voie privilégiée vers la nécessaire décarbonation du paysage. Après la mécanisation et l’informatique (internet), les smart grids sont considérés comme la 3eme révolution industrielle, de par le fait qu’ils constituent le maillon essentiel pour favoriser l’équilibrage production consommation d’électricité qui deviendra de plus en plus précaire au fur et à mesure de l’intégration massive d’énergies renouvelables intermittentes (solaire, éolien). Les smart grids se définissent par l’idée d’intégrer infrastructure électrique (énergie) les Technologies de l’Information et de la Communication, ceci afin d’apporter la flexibilité nécessaire pour résoudre ce problème d’équilibrage de puissance dans des conditions fiables (résilientes aux défauts, cyberattaques,…) et pour un cout acceptable par les consommateurs.

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• Modélisation et optimisation de chaînes logistiques « énergie »

-       Principes de modélisation d’une chaîne logistique « énergie »

-       Classification des modèles énergétiques : modèles descendantes (top-down), ascendantes (bottom-up) et hybrides

-       Prise en compte de l’aspect multicritère

• Illustration dans un bureau d’études de conception d’une chaîne « hydrogène »

Utilisation d’un modèle existant

Analyse de scenarios de déploiement (production centralisée / décentralisée)

Calcul de LCOE, du potentiel de réchauffement climatique

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Ce module traite de la production d'hydrogène à faibles émissions de carbone par électrolyse. Il commence par donner un aperçu du marché de l'hydrogène et des procédés de production conventionnels. Il étudie ensuite les différentes technologies d'électrolyse, ainsi que leur modélisation et leurs caractéristiques opérationnelles. Le cours aborde les stratégies d'alimentation électrique, la gestion des auxiliaires et les contraintes de fonctionnement. La dernière partie est consacrée à l'analyse technico-économique du coût de l'hydrogène vert.

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- Introduction et concepts de base (rappels)

- Stockage de l’hydrogène sous forme gazeuse

- Stockage de l’hydrogène sous forme liquide (LH2)

- Stockage solide de l’hydrogène par absorption (Hydrures)

-Stockage solide de l’hydrogène par adsorption (adsorbants)

- Stockage de l’hydrogène dans les liquides organiques (LOHC)

- Stockage de l’hydrogène dans le sous-sol

- Risques associés à l’hydrogène

- Ouverture sur le mode de la recherche (technologies en rupture)

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Le bureau d’étude et de recherche est axé sur la pile à combustible et consiste en :

Evaluer deux méthodologies complémentaires de caractérisation expérimentale :

• • Tracé dynamique de courbe tension-courant.
  • Spectroscopie d’impédance.

Paramétrer un modèle dynamique de pile PEM à partir de ces caractérisations expérimentales effectuées.

Evaluer le comportement dynamique de la pile PEM face à des perturbations générées par la connexion de convertisseurs statiques.

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