Les éco-innovations au service de la gare de demain

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Les éco-innovations au service de la gare de demain

Journée de Restitution du Programme Gare

Mardi 2 Avril 2013 -Amphithéâtre Mégie OVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines

www.econoving.uvsq.fr

Contacts :

Chaire internationale Econoving

“Generating Eco-Innovation”

Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines 5-7 boulevard d’Alembert

Bâtiment d’Alembert, Bureau A 301 78047 Guyancourt Cedex

Tél. : +33 (0)1 39 25 51 56 [email protected]

Conclusion

Les pôles d’échanges représentent une grande opportunité pour l’implantation d’éco- innovations dans les villes de demain. Acteurs incontournables des futurs territoires, ces gares « nouvelles » ne seront plus seulement des lieux de mobilité mais de véritables centres économiques, sociaux et énergétiques. Les enjeux actuels et futurs liés à

l’énergie et au changement climatique inciteront à améliorer davantage la performance énergétique et environnementale de ces bâtiments et à les rendre plus résilients aux évènements climatiques extrêmes.

Les travaux réalisés dans le cadre du programme gare ont permis d’augmenter les connaissances sur les consommations énergétiques d’une gare. La campagne de mesures sur la gare de Versailles Chantiers est une première sur ce type de bâtiment et fait de cette gare un véritable laboratoire. Tout comme les travaux de modélisation, l’instrumentation de la gare pilote est un excellent retour d’expérience pour d’éventuels projets similaires. Les résultats issus de ces deux premières étapes ont permis d’établir des scénarios de pilotage énergétique pour des gares plus intelligentes et moins consommatrices.

Les réﬂ exions autour de la gare du futur menées dans le cadre du WP3 « Anticipation » ont fait émerger de nombreuses innovations qui sont autant d’opportunités pour la gare de renforcer son rôle au sein de la ville durable tout en répondant aux enjeux du monde de demain.

Enﬁ n, ce programme a permis de rassembler plusieurs acteurs, académiques et industriels, autour d’un projet multidisciplinaire et innovant, ce qui constitue une démarche exemplaire. Avec la participation de start-up positionnées dans le domaine des éco-innovations, d’étudiants du master de la chaire Econoving et de doctorants et post doctorants de la chaire, ce programme a donné lieu à la mise en place de véritables passerelles entre le monde industriel et le milieu académique. La construction de la phase 2, prolongeant jusqu’à 2016 cette collaboration, vise à l’émergence d’un démonstrateur aﬁ n de tester de nouvelles innovations au sein d’une gare et de son quartier.

- Mars 2013 - Crédit photos 1123RF - SNCF IR - GDF SUEZ - Teodora Morar

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Programme de la journée

9h00 Accueil des invités / Café

9h30

Introduction

• Mot de bienvenue : UVSQ et SNCF

• Présentation du Programme Gare – Objectifs et mise en œuvre

10h00

Instrumentation et mesures de la consommation énergétique de la gare de Versailles Chantiers, Vincent Delcourt, Responsable du groupe

Energétique et Techniques de Maintenance, SNCF Innovation & Recherche

10h30

Travaux de modélisation et simulation numérique des bâtiments et des équipements au sein d’une gare, Valentin Gavan, Ingénieur Recherche, GDF SUEZ Direction de la Recherche et Innovation

11h00 Valorisation de la ﬂ exibilité au sein de la gare, Guillaume Foggia, Ingénieur projets, Alstom Grid

11H20 Méthodologie pour l’intégration de la gare dans un modèle d’éco-quartier, Murat Ahat, Post-doctorant, Laboratoire PRiSM/Econoving

11h30 Questions / Discussion

12h00 Construction de scénarios pour les futurs pôles d’échanges, Quentin Courtier, Chargé de projets - Ioan Ciumasu, Responsable Master, Econoving 12h30

13h30 ^Déjeuner 13h45

Solutions constructives innovantes pour les gares de demain, Christophe Lombard, chef de projet CO₂ - Mélanie Shink, Responsable R&D Secteur Béton, CTG-Italcementi Group

14h05 Spéciﬁ cités du Groupe Saur et Perspectives ouvertes par le programme gare, Frédéric Cuq, Directeur de l’innovation, Saur

14h25 Les enjeux d’un Plan climat-énergie territorial, Arnaud Comolet, Chargé de mission Agenda 21, Communauté d’agglomération de Saint-Quentin-en-Yvelines

14h55 Questions / Discussion

15h15 Réﬂ exions sur la démarche de projets collaboratifs sur les éco-innovations, Table ronde avec l’ensemble des partenaires de la chaire Econoving

16h15 Discussion

16h45 Conclusion / Clôture journée, en présence de Jean- Luc Vayssière, Président de l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines

17h00 Fin

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Née de l’initiative du Professeur Sylvie

Faucheux, alors présidente de l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, la chaire Econoving a été créée en 2008 avec cinq grands groupes industriels Alstom, GDF Suez, Italcementi, Saur et SNCF, en partenariat avec l’Ademe, afi n de favoriser le développement des éco-innovations. Au fi l des années, la chaire s’est positionnée comme un véritable catalyseur de partenariats et de nouvelles méthodes collaboratives. Parmi les nombreux projets menés depuis sa mise en place, le programme Gare est sans contexte le plus novateur et le plus exemplaire. Ce programme de recherche multi-partenaires et pluridisciplinaire propose une approche intégrée de l’étude de la performance énergétique et environnementale des gares de taille moyenne de la SNCF. En développant ce programme avec comme gare pilote la gare de Versailles Chantiers, la Chaire Econoving et ses partenaires ont mis en place une véritable plate-forme expérimentale de niveau international pour la recherche scientifi que et technique mais également dans le domaine des sciences sociales afi n de répondre aux défi s et opportunités auxquels sera confrontée la gare de demain. C’est cette initiative unique qu’à salué l’Agence Nationale de la Recherche en apportant son

soutien, aux côtés de nos entreprises partenaires fondateurs, au renouvellement de la Chaire en 2012 dans le cadre de son programme Chaires Industrielles.

Isabelle Nicolaï,

Co-titulaire de la Chaire Econoving

En exploitant aujourd’hui plus de 3 000 gares et en transportant 3 millions de voyageurs chaque jour, SNCF doit s’adapter à de nouveaux enjeux :

• la hausse du prix de l’énergie qui pourrait faire doubler la facture énergétique dans les 12 ans à venir,

• l’augmentation de la mobilité qui génère plus de congestion dans les gares et pénalise la régularité des trains,

• le changement climatique qui posera des problèmes nouveaux pour les gares, comme par exemple l’impact des canicules.

Le programme « Gare » de la chaire Econoving s’inscrit dans ce contexte qui conduit SNCF à innover pour mieux faire face à ces contraintes.

Ce programme permet la mise en commun des compétences de chacun des partenaires pour inventer la gare du futur, une gare résiliente et éco-conçue, qui devient un véritable hub énergétique capable de produire et stocker l’énergie, ce qui prend tout son sens dans la logique de smart grid et de smart city.

Jean Louis Jourdan,

Directeur Développement Durable, SNCF

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La Chaire Econoving Les Partenaires

La Chaire internationale Econoving, portée par l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, et soutenue par l’Agence Nationale de la Recherche dans le cadre de son programme « Chaires Industrielles », a pour objectif de développer un cluster d’acteurs privés et publics dans le but de favoriser l’émergence des éco-innovations.

Avec ses partenaires industriels (Alstom, GDF SUEZ, Italcementi, Saur et SNCF), la chaire Econoving vise à la génération d’éco-innovations de rupture avec les objectifs suivants :

 Accélérer le passage entre les grands domaines d’avancées scientiﬁ ques issues de la recherche

fondamentale (bio-matériaux, smartgrids, ENR, services…) et leurs applications industrielles dans le champ des éco-innovations. La chaire a pour ambition de participer à une mise en relation opérationnelle entre disciplines académiques et entre laboratoires publics et entreprises privées en vue de réduire les temps de valorisation et de diffusion des résultats de recherche.

 Anticiper et répondre aux besoins en compétences dans les métiers liés au développement des éco-innovations.

La chaire forme des spécialistes dans le cadre du master international “International Professional Master in

Management of Eco-Innovation” (au niveau du M2).

 Créer des éco-entreprises à partir des nouveaux services, produits et métiers détectés. Le nombre de création d’entreprises dans le domaine des éco-innovations demeure faible en France. L’un des objectifs de la chaire, en associant les acteurs de la ﬁ nance et du capital/risque, est de favoriser la création de start up dans ces domaines.

 Conseiller sur l’ensemble des opportunités et risques associés à un projet éco-innovant. Les risques

économiques, sociétaux et environnementaux sont appréhendés au travers d’un observatoire, reposant sur une analyse de veille-prospective internationale et géré par l’équipe de la chaire.

 Offrir une mise en perspective des politiques publiques qui stimulent et accélèrent la diffusion des éco-innovations.

Il s’agit de comparer les performances de différents pays leaders en matière d’éco-innovation, d’expliquer les écarts de performance observés et de proposer une stratégie globale d’action pour promouvoir l’éco-innovation.

C’est dans ce cadre que le Programme Gare de la chaire a été construit. Ce programme permet d’associer les compétences de chacun des partenaires pour imaginer et concevoir la gare de demain, sous l’angle énergétique, environnemental mais aussi social, et y faire émerger des éco-innovations dans ces divers domaines.

La SNCF est un groupe à vocation de

service public proposant une offre complète de solutions de mobilité, grâce à ses cinq branches d’activité : gestion, exploitation, maintenance et ingénierie d’infrastructure à dominante ferroviaire (SNCF Infra), transport public de voyageurs urbain, périurbain et régional (SNCF Proximités), transport de voyageurs longue distance et distribution (SNCF Voyages), transport et logistique marchandises (SNCF Geodis) et gestion et développement des gares (Gares & Connexions).

Fort de son socle ferroviaire français, SNCF élargit l’offre des services de transport aﬁ n de proposer une mobilité ﬂ uide et porte à porte à ses clients, voyageurs, chargeurs ou Autorités Organisatrices.

Alstom est un des leaders mondiaux dans les infrastructures de production et de transmission d’électricité, ainsi que dans celles du transport ferroviaire. Avec une demande mondiale en électricité qui ne cesse d’augmenter, Alstom Grid, fi liale du groupe Alstom, propose des solutions toujours plus fi ables et compétitives pour répondre aux défi s énergétiques de demain. Alstom Grid, qui compte parmi les trois acteurs majeurs de la transmission d’électricité, construit, à travers le monde, des réseaux plus intelligents, plus stables, plus effi caces et respectueux de l’environnement.

Jean Louis Jourdan Directeur

Développement Durable

Jean Louis Jourdan Alain Adrianssens Directeur adjoint Développement Durable

Alain Adrianssens

Benjamin L’Henoret Chef de projets Innovation et Recherche

Benjamin L’Henoret Yann Riffonneau Chef de projets Innovation et Recherche Yann Riffonneau

Said Kayal Smart Grid

Innovation Manager

Said Kayal Guillaume Foggia Ingénieur projets Guillaume Foggia

Vincent Delcourt Responsable du groupe ETM

Innovation et Recherche Vincent Delcourt

Thierry Lafont Directeur de projets Gares et Connexions Thierry Lafont

Laurent Schmitt Vice-Président Smartgrids Solution Laurent Schmitt

Dans un projet tel que le programme Gare, il est naturel que le partenaire SNCF joue un rôle particulier de par son métier de transporteur et de gestionnaire de gares.

SNCF met donc logiquement à disposition du programme des terrains d’expérimentation en vraie grandeur, tels la gare de Versailles-Chantiers, mais également son expérience d’exploitant de gares et de pôles multi-modaux. Au plan technique proprement dit, SNCF apporte par ailleurs les compétences de sa direction de la recherche en terme de management de l’énergie et de modélisation des bâtis.

Jean-Louis Jourdan, Directeur Développement Durable SNCF

Alstom apporte toute son expertise en matière de réseau électrique et technologies SmartGrids et SmartCities.

L’objectif consiste à transformer les gares de demain en

véritables hubs énergétiques à la gestion plus ﬂ exible et acteur d’un réseau électrique plus intelligent.

Laurent Schmitt, Vice-Président Smartgrids Solution et Julien Pouget, Chercheur en énergétique, Innovation et Recherche

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GDF SUEZ propose des solutions performantes et innovantes aux particuliers, aux villes et aux entreprises en s’appuyant sur un portefeuille

d’approvisionnement gazier diversifi é, un parc de production électrique fl exible et peu émetteur de CO₂ et une expertise unique dans quatre secteurs clés : le gaz naturel liquéfi é, les services à l’effi cacité énergétique, la production

indépendante d’électricité et les services à l’environnement.

Avec une capacité de production annuelle d’environ 74 millions de tonnes de ciment, Italcementi Group est le cinquième cimentier mondial. Italcementi S.p.A., société mère, fait partie des dix plus grands groupes industriels italiens et est cotée à la Bourse de Milan. Les sociétés du groupe allient le savoir-faire, les spéciﬁ cités et les richesses culturelles de 21 pays, répartis sur 4 continents, et exploitent un réseau de 49 cimenteries, 10 centres de broyage,

7 terminaux, 115 carrières de granulats et 449 centrales à béton. En 2012, le chiffre d’affaires du groupe a été de

4,5 milliards d’euros. Les volumes des ventes et les transferts internes se répartissent entre les trois métiers du groupe : ciments et clinkers, granulats, bétons prêts à l’emploi.

Carole Lunot Chef du programme Résidentiel-Tertiaire Direction de la Recherche et Innovation Carole Lunot

Quentin Courtier Chargé de projet Quentin Courtier

Mélanie Shink Responsable R&D secteur Bétons Mélanie Shink Valentin Gavan Ingénieur Recherche Direction de la Recherche et Innovation Valentin Gavan

Yann Hermans Doctorant Yann Hermans Etienne Drouet

Chef de projets Direction de la Recherche et Innovation Etienne Drouet

Murat Ahat Post Doctorant Murat Ahat Bernard Blez

Directeur adjoint du centre de recherche du CRIGEN

Direction de la Recherche et Innovation Bernard Blez

Christelle Hue Directrice de la coordination des programmes Christelle Hue

Christophe Lombard Chef de projet CO₂ Christophe Lombard

Joëlle Gitton Coordinatrice programme Ville de demain Direction de la Recherche et Innovation Joëlle Gitton

Ioan Ciumasu Responsable Master Econoving Ioan Ciumasu

Les Partenaires Les Partenaires

Acteur historique de la gestion déléguée de services à l’environnement, le Groupe Saur accompagne les collectivités locales et les industriels dans leurs projets d’aménagement liés à l’eau, la propreté, l’énergie, l’ingénierie, les travaux, les loisirs (golf, campings, centres aquatiques..) et le multiservices (funéraire, gestion des aires d’accueil de gens du voyage…), en France et à l’international. Saur en chiffres : 1,6 milliards € de chiffre d’affaires net en 2011, 13 000 collaborateurs dans le monde, 12 millions d’habitants desservis en France et 10 000 collectivités sous contrat.

Portée par l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines,

la chaire Econoving favorise l’émergence d’éco-innovations techniques et sociétales au service de la ville durable.

Composée de chercheurs en sciences et technologies, économie et sociologie, l’équipe de la chaire travaille sur des thématiques variées telles que les pôles d’échanges (Programme Gare), les smart grids (Energy Positive IT) ou encore le développement des véhicules électriques et de l’infrastructure associée (Eco2Charge, Smart Campus).

La chaire Econoving a également mis en place un master permettant de former les étudiants aux métiers de demain dans de nombreux secteurs liés aux éco-innovations.

Frédéric Cuq Direction de l’innovation Frédéric Cuq

L’équipe de la chaire Econoving met en œuvre le programme gare. Elle assure le suivi des différentes activités et la

coordination entre les différents partenaires, chercheurs et autres parties prenantes.

L’équipe a également en charge la diffusion et la communication de l’ensemble des résultats obtenus.

Christelle Hue

Directrice de la coordination des programmes, Chaire Econoving Issiaka Traoré

Post doctorant Issiaka Traoré GDF SUEZ apporte les

compétences de sa direction de la recherche et Innovation et du CRIGEN, centre de recherche et d’expertise opérationnelle, principalement dans les travaux de modélisation et de recherche d’efﬁ cacité énergétique de la gare. Le groupe est également impliqué dans les travaux de prospective du programme, qui correspondent à la volonté de GDF SUEZ de construire avec ses partenaires un avenir durable pour la ville de demain.

Joëlle Gitton,

Coordinatrice programme Ville de demain, GDF SUEZ

Au sein de ce programme et dans le cadre de la promotion de bâtiments à faible

empreinte environnementale, Italcementi group participe à la construction d’une vision prospective sur les gares du futur en collaboration avec la SNCF et les autres partenaires de la Chaire Econoving. A ce titre, Italcementi group se positionne comme force de propositions en termes de solutions constructives innovantes et respectueuses de l’environnement pour la rénovation des gares et la construction de gares du futur.

On peut citer comme exemple les bétons autonettoyants et dépolluants, les bétons structurels isolants, les toitures - terrasses végétalisées, le béton transparent… Cette démarche impose l’évaluation des ouvrages dans leur ensemble et l’étude de l’intégration de nos solutions aux bâtiments considérés.

Christophe Lombard, Chef de projet CO₂

Impliqué dès le départ dans l’équipe des fondateurs de la Chaire Econoving, le groupe Saur contribue, avec ses partenaires, à alimenter la réﬂ exion sur les meilleures pratiques et les innovations qu’il est possible de mettre en œuvre pour une gestion durable de l’eau et des déchets dans les solutions d’aménagement des futures gares. Le programme gare est également pour Saur une opportunité d’échanger avec la SNCF sur les

perspectives de développement de nouveaux services,

particulièrement en milieu rural où l’accès aux transports, aux soins et au haut débit n’est pas toujours aussi aisé que dans les grandes villes.

Frédéric Cuq,

Directeur de l’innovation, Saur

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Présentation du programme gare WP1 “Mesures”

État de l’art sur les gares et les smart grids

 Pour mener à bien ces travaux de recherche sur l’efﬁ cacité énergétique et la performance environnementale des gares, la première étape consistait à réaliser un état de l’art sur les gares existantes ou les projets innovants à venir, en France et dans le monde. Plusieurs visites de gares ont également été organisées pour l’ensemble des partenaires de la chaire aﬁ n que chacune des personnes impliquées puisse s’approprier l’objet gare, ses contraintes et ses métiers.

 Aujourd’hui les préoccupations

d’aménagement durable des villes placent l’infrastructure ferroviaire au centre des réﬂ exions (rapport Keller, 2009, sur la gare contemporaine). La ville durable est organisée autour de réseaux de transport bien maillés et les gares deviennent des pôles d’échanges multimodaux susceptibles de devenir des catalyseurs d’éco-innovations multiples et de recomposer les territoires urbains et péri- urbains.

 La gare constitue donc, pour l’ensemble des partenaires de la Chaire Econoving, un laboratoire ouvert permettant d’élaborer des projets de développement territorial à une échelle restreinte (agglomération/territoire) et un lieu de développement, de démonstration et d’analyse des éco-innovations.

 Initié en 2011, le programme gare étudie l’objet gare en associant les compétences pluridisciplinaires de l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines à celles de

ses partenaires privées dont les secteurs d’activités complémentaires recouvrent les différents domaines d’éco-innovations de la ville de demain : mobilité, réseaux-connexion- énergie, bâti performant et espace public- environnement.

 Dans la première phase du Programme [2011- 2013], les objectifs principaux consistent à proposer des améliorations à court-terme de la performance énergétique des gares en tant que bâtiment spéciﬁ que (WP1 “Mesures”

et WP2 “Modélisation”) et d’établir des travaux de recherche pour imaginer les pôles d’échanges de demain (WP3 “Anticipation”).

Cette première partie du programme s’intéresse aux consommations énergétiques de la gare.

Une meilleure connaissance du proﬁ l énergétique du bâtiment permet par la suite de proposer des scénarios pour améliorer la performance énergétique de la gare.

La gare de Versailles Chantier comme site pilote

 Afi n de mener à bien ces réfl exions, la gare de Versailles Chantiers a été désignée comme site pilote. Inaugurée en 1932, cette gare doit aujourd’hui faire face à un important trafi c la positionnant au 2^èmerang des gares d’Ile-de-France (hors Paris) : 650 trains, 500 bus, et plus de 60 000

voyageurs s’y croisent chaque jour et cette fréquentation devrait encore augmenter dans les années à venir. Un projet de rénovation en Pôle d’Echanges Multimodal est actuellement en cours de réalisation et s’inscrit dans un projet urbain ambitieux.

WP1 “Mesures”

 Activité 1.1 : État de l’art sur les gares

 Activité 1.2 : Caractérisation énergétique de la gare de Versailles Chantiers

 Activité 1.3 : Calibration d’un nouvel outil de mesures non intrusives des consommations énergétiques

 Activité 1.4 : Gisements d’économies d’énergie et de ﬂ exibilité

WP2 “Modélisation”

 Activité 2.1 : Développement des modèles énergétiques génériques et détaillés

 Activité 2.2 : Développement et validation des modèles énergétique de la gare de Versailles Chantiers

 Activité 2.3 : Étude paramétrique de l’optimisation énergétique de la gare de Versailles Chantiers

 Activité 2.4 : Intégration du système gare dans un smart grid local

WP3 “Anticipation”

 Activité 3.1 : Construction de scenarios pour les gares de demain

 Activité 3.2 : Veilles

technologiques sur les solutions techniques

Programme Gare 2

2011

2013

2016

Les gares d’Achères Ville et de Besançon TGV, deux exemples de nouvelles gares

Proﬁ l de consommation électrique de la gare sur une journée et par usages Structure du Programme Gare

WP1 “Mesures”

Activité 1.1

État de l’art sur les gares et les smart grids.

Activité 1.2

Caractérisation énergétique de la gare de Versailles Chantiers.

Activité 1.3

Calibration de nouveaux outils de mesures non intrusives.

Activité 1.4

Gisements d’économies d’énergie et de ﬂ exibilité.

Objectifs :

• Identiﬁ er les projets d’innovation sur l’efﬁ cacité énergétique et la

performance des gares et autres pôles d’échanges.

Objectifs :

• Réaliser un diagnostic énergétique de la gare pilote.

• Connaitre les consommations énergétiques par zone et par usage.

Objectifs :

• Mesurer les consommations par usage à l’aide d’un nombre réduit de capteurs.

Objectifs :

• Identiﬁ er les économies d’énergie et la ﬂ exibilité possibles en tenant compte des contraintes liées à la gare.

Contributeurs :

• Econoving

Contributeurs :

• SNCF

Contributeurs :

• SNCF

Contributeurs :

• SNCF, GDF SUEZ, ALSTOM, Econoving

Instrumentation de la gare de Versailles Chantiers

 Les consommations

énergétiques des gares étant mal connues, le département Innovation & Recherche de la SNCF a installé plus de 120 capteurs dans la gare de Versailles Chantiers destinés à mesurer la consommation en électricité et en gaz du bâtiment, la température, la luminosité ainsi que l’humidité. Cette instrumentation a permis de déterminer un proﬁ l dynamique et détaillé des consommations énergétiques du bâtiment en identiﬁ ant les différentes zones du bâtiment mais aussi les différents usages (éclairage, chauffage/climatisation, élévatique, information voyageurs, vente de produits, publicité,…).

 Cette connaissance des consommations de la gare a ensuite permis de déterminer des gisements d’économies d’énergie et de ﬂ exibilité et d’établir des scénarios de pilotage énergétique en fonction des contraintes

de sécurité et de fonctionnement liées à la spéciﬁ cité du bâtiment.

 Cette instrumentation s’avérant extrêmement lourde, coûteuse et peu adaptée à ce type de bâtiment, des outils innovants permettant d’effectuer des mesures non intrusives ont également été testés. Ces technologies ont été développées par des start-up, dont une, Qualisteo, créée par un ancien étudiant du master en management de l’éco-innovation de la chaire Econoving.

Capteurs dans une armoire électrique de la gare

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WP2 “Modélisation” WP3 “Anticipation”

WP2 “Modélisation”

Activité 2.1

Développement de modèles énergétiques génériques et détaillés.

Activité 2.2

Développement et validation des modèles énergétique de la gare pilote.

Activité 2.3

Étude paramétrique de l’optimisation énergétique de la gare pilote.

Activité 2.4

Intégration du système gare dans un smart grid local.

Objectifs :

• Créer un modèle électrique évolutif et transférable de la production, la consommation et le stockage locale d’une gare.

• Modéliser le comportement thermique du bâtiment gare.

Objectifs :

• Modéliser et calibrer les modèles thermiques et éléctriques de la gare pilote à partir des données réelles.

Objectifs :

• Identiﬁ er les scénarios de prix.

• Quantiﬁ er les économies possibles par simulations des scénarios.

Objectifs :

• Déterminer les interactions entre la gare et son environnement.

• Créer un modèle

d’intégration de la gare dans son éco-quartier.

Contributeurs :

• GDF SUEZ, ALSTOM, SNCF

Contributeurs :

• ALSTOM, Econoving

WP3 “Anticipation”

Activité 3.1

Construction de scénarios pour les gares de demain.

Activité 3.2

Veilles technologiques sur les solutions techniques.

Objectifs :

• Établir des visions prospectives pour les gares du futur (2030 - 2050).

Objectifs :

• Identiﬁ er les moyens techniques à mettre en place dans les gares de demain.

Contributeurs :

• Econoving, SNCF, GDF SUEZ, ALSTOM, Italcementi, SAUR

Contributeurs :

• GDF SUEZ, ALSTOM, SNCF, Italcementi

Trois visions prospectives pour la gare du futur

 Tout au long de l’année 2012, des ateliers prospectifs se sont tenus avec l’ensemble des partenaires aﬁ n d’envisager les futurs possibles dans lesquels s’inscriront les gares à l’horizon 2030.

Ces ateliers thématiques ont permis de déterminer les différentes fonctions et

sous-fonctions de la gare du futur ainsi que les structures à mettre en place pour y répondre.

 Suite à cet exercice, trois visions prospectives ont été construites pour trois types de gare : • La grande gare de banlieue

• La gare TGV rurale

• La gare de proximité d’une petite commune.

 Ce travail d’anticipation va permettre avant tout de motiver les choix à faire en matière de

technologies spéciﬁ ques, de gestion de l’énergie, de performance énergétique et environnementale ou encore pour la mise en place de nouveaux services.

Construction de scénarios pour le pôle multimodal de Versailles Chantier et son quartier

 Les étudiants de l’International Professional Master in Management of Eco-innovation ont

également contribué à ces travaux prospectifs. Au cours des deux années universitaires 2011-2012 et 2012-2013, ils ont mené un exercice collaboratif intitulé Integration Seminar, dans lequel ont été développées des visions pour le pôle multimodal de Versailles Chantiers et son quartier à l’horizon 2050.

 Organisés en trois équipes, les étudiants ont élaboré leurs solutions en utilisant trois approches différentes mais complémentaires :

• Le renouvellement urbain par l’innovation,

• L’adaptation au changement climatique,

• Le développement par la technologie.

 Un jury, composé d’experts académiques et industriels, a suivi et évalué ces travaux qui ont ensuite été intégrés au WP3

« Anticipation » du programme gare.

 Une synthèse des résultats est présentée dans le rapport « Is there a futur for eco-cities », Econoving, 2013.

Le WP2 “Modélisation”, porte sur les travaux de conception de modèles énergétiques et de simulation numérique des bâtiments et des équipements au sein de la gare. Il s’agit ensuite d’intégrer ces modèles de gare dans un système plus large, l’éco-quartier.

Dans cette troisième partie du programme gare, il s’agit de construire la gare de demain en anticipant les évolutions technologiques, sociales, économiques et réglementaires qui auront une inﬂ uence sur ces pôles multimodaux du futur.

Modélisations thermiques et électriques de la gare

 Deux modèles génériques, un thermique et un électrique, ont été développés, calibrés puis validés grâce aux données issues de l’instrumentation de la gare de Versailles Chantiers. Développées par GDF SUEZ, avec l’appui d’un post doctorant Econoving et du département Innovation et Recherche de la SNCF, les architectures de ces deux modèles ont été établis dans l’environnement de modélisation Dymola/

Modelica. Ces modèles permettent ainsi d’évaluer la consommation actuelle du bâtiment et de ses équipements en fonction de paramètres extérieurs tels que la météo ou la fréquentation de la gare.

Économies d’énergie et ﬂ exibilité

 Ces modèles permettent ensuite de proposer et de chiffrer des propositions d’améliorations de la performance énergétique du bâtiment. Ainsi, plusieurs scénarios d’amélioration ont été établis puis simulés dans les deux modèles. Ces scénarios d’optimisation permettent de réduire jusqu’à 33%

les consommations liées à la thermique et 5% des consommations liées à l’électricité (scénarios de contrôle des équipements uniquement). La modélisation a fourni également des courbes de charges qui ont pu être intégrées par l’équipe d’Alstom dans un mécanisme de pilotage intelligent de recherche de ﬂ exibilités.

Il s’agit maintenant d’intégrer de nouveaux usages à ce modèle comme l’ajout de panneaux photovoltaïques et d’un parking de véhicules électriques dont les batteries peuvent être utilisées comme moyen de stockage.

La gare, acteur d’un smart grid local

 Parallèlement à ces travaux, une méthodologie d’intégration de la gare dans un modèle plus large d’éco-quartier a été développée. Il s’agit de simuler un smart grid local dans lequel la gare prendrait le rôle d’un hub énergétique capable de produire et stocker de l’énergie et d’interagir avec son environnement physique extérieur. Cette méthodologie a été développée à l’aide de l’outil ASPECT par un post doctorant de la chaire Econoving.

différentes mais complémentaires :



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Permettre la mobilité et assurer l’intermodalité Fournir des services

Informer le public Produire et gérer l’énergie

S’adapter au changement climatique Offrir de l’espace et structurer le quartier

2 3 4 5 6 1

Les six fonctions de la gare du futur

Vision pour le quartier de Versailles Chantiers, proposé par l’équipe “Urban Technology”

Illustrations des résultats issus des travaux de modélisation

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