Application et résultats.

La planification du système couplé avec stockage (VALO S) est effectuée sur le scénario « JOUR-SANS APPORT-PRINTEMPS », ce scénario présente l’un des plus faibles apports de la valorisation. Seulement 36,5% d’eau consommé par le RCU provient de la valorisation, contre 100% pour la majorité des scénarios analysés.

L’application du scénario est effectuée sur 24 périodes afin de limiter la taille du problème d’optimisation. En effet, l’ajout de la gestion du stock permet le passage de matière d’une période à l’autre, et ainsi, de rendre les périodes dépendantes les unes des autres. La fenêtre de 24 heures est choisie entre 12h et 35h. Ce choix permet de laisser la production d’eau chaude par la valorisation en début de scénario en vue de stockage. Suivit par la consommation du RCU pouvant consommer ce qui a été stocké.

La planification est dans un premier temps effectuée sans pertes, dont les résultats serviront d’initialisation de la planification avec pertes.

 Stockage sans perte

Les résultats issus de cette planification sont regroupés dans le Tableau 6.8.

Tableau 6.8. Résultats du scénario VALO S-JOUR-SANS APPORT-PRINTEMPS

fonctionnement découplé Valorisation directe avec stockage

Chaleur Fatale (GJ) Bois consommé (kg) Bois consommé (kg) économie de bois Eau de la valorisation (t) Chaleur fatale perdue (GJ) Chaleur fatale valorisée valorisation de l'eau 177,0 122 33 73% 13,0 166,82 5,7% 72,7%

Ces résultats permettent une analyse globale des scénarios, pour une analyse temporelle, le diagramme de Gantt du scénario est disponible.

La Figure 6.13.a présente le diagramme de Gantt obtenu pour le scénario JOUR-SANS APPORT-PRINTEMPS c’est-à-dire le scénario pour lequel le site industriel fonctionne au printemps exclusivement le jour et sans apport de biomasse.

Figure 6.13. Résultats pour le scénario VALO S-JOUR-SANS APPORT-PRINTEMPS

Pour ce scénario, le stockage est effectué sur deux périodes, les périodes 19 et 21. Le stock est consommé sur toutes les périodes de 22h à 6h (heure 30). Ensuite la chaudière à bois est utilisée. La

chaudière industrielle fonctionne et devrait permettre de produire par la valorisation, c’est pourtant ce qui se passe sur la période 32. Il semblerait que cette solution trouvée avec un arrêt de l’optimisation au bout de 20h (72 000s) ne soit pas la solution optimale.

Malgré le fait qu’elle ne semble pas être la meilleure solution, elle présente déjà des gains énergétiques vis-à-vis du même scénario découplé et avec couplage direct. Ce scénario permet de confirmer le fonctionnement du stockage sans perte.

 Stockage avec pertes

La planification du scénario avec pertes nécessite l’ajout de l’équation sur l’arc enthalpique entre la tâche T14 et la ressource enthalpique S28.

L’équation (6.6) permettant de représenter une perte dépendant du potentiel enthalpique du stock est ajoutée au modèle.

𝑄_{𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠}= %𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠∗ 𝐹𝑒𝑎𝑢∗ ℎ𝑒𝑎𝑢− ℎ𝑒𝑎𝑢 °𝐶 (6.6)

Avec :

 𝑄𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠, la quantité de chaleur perdue par le stock pour une période en W

 %𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠 fixé à 5%, soit pour un stock initial à 90°C, la première perte serait de 3,25°C

 𝐹𝑒𝑎𝑢, la quantité traitée par la tâche de stock (𝐵𝑇14,𝑡) en kg/s

 ℎ𝑒𝑎𝑢, le potentiel de l’eau entrant dans la tâche de stock (ℎ𝐶𝑆26,𝑇14,𝑡) en J/kg

 ℎ𝑒𝑎𝑢 25°𝐶 , le potentiel de l’eau à 25°C en J/kg

Avec cet ajout, l’optimisation en 20h n’a pas permis d’obtenir de résultats.

L’équation de pertes est modifiée pour la rendre constante vis-à-vis du potentiel. L’équation (6.7) permettant de représenter une perte indépendamment du potentiel enthalpique du stock est ajouté au modèle.

𝑄_{𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠}= 𝐹𝑒𝑎𝑢∗ 𝛥ℎ𝑒𝑎𝑢 (6.7)

Avec :

 𝑄𝑝𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠, la quantité de chaleur perdue par le stock pour une période en W

 𝐹𝑒𝑎𝑢, la quantité traitée par la tâche de stock (𝐵𝑇14,𝑡) en kg/s

 𝛥ℎ𝑒𝑎𝑢, la perte de potentiel par période en J/kg, fixée à 100 J/kg (équivalent à 0,0423 °C)

Avec cet ajout, l’optimisation en 20h de temps calcul n’aboutit pas non plus à des résultats.

6.1.

CONCLUSION

Ce chapitre a permis la mise en œuvre de la modélisation EERTN sur deux sites pris indépendamment. Puis en couplant ces deux sites avec un échangeur de valorisation. Et enfin en ajoutant un stockage pour faire face au déphasage entre la production de la chaleur fatale et sa consommation.

Il montre l’effectivité de la démarche, illustrée par la réalisation de 3 scénarios concernant le site industriel et de 8 scénarios en ce qui concerne le site urbain. Mais le choix du passage à un modèle plus riche et plus complexe montre quelques limites. En effet, l’application sur les 24 scénarios résultant de la fusion des scénarios précédents n’a pas permis d’obtenir des résultats dans des temps souhaitables pour tous.

Pour la stratégie de valorisation direct (VALO D), les scénarios liés au scénario JOUR du site industriel et avec apport de biomasse sur plusieurs périodes montrent plus de difficultés à converger que les autres.

Pour la stratégie de valorisation avec stockage (VALO S) sur le scénario choisi, une réduction du nombre de périodes porté à 24 ne permet pas d’obtenir de solution idéale. Cependant, cette solution permet d’apporter la confirmation d’une amélioration de l’efficacité énergétique. Enfin, l’ajout des pertes thermiques n’a pas abouti à l’obtention de résultats.

Nonobstant, la modélisation EERTN présente des atouts pour l’analyse et la construction du système énergétique :

 L’indépendance des différents éléments de la chaîne logistique énergétique.

 L’accès direct aux valeurs des enthalpies et donc des températures (soit directement, soit après calcul a posteriori) permettant d’évaluer rapidement et sans ambiguïté la chaleur fatale.

CONCLUSIONS GENERALES ET