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Intégration de la ressource CO2 dans la planification énergétique des territoires.

ABG-123931 Thesis topic
2024-05-16 Other public funding
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MINES Paris PSL, Centre PERSEE
Paris - Ile-de-France - France
Intégration de la ressource CO2 dans la planification énergétique des territoires.
  • Energy
  • Process engineering
  • Mathematics
Planification; décarbonation; industrie; réseaux; système électrique; optimisation

Topic description

Contexte et enjeux : Dans la décarbonation de l’industrie, la capture de CO2 pour sa réutilisation ou son stockage pourrait jouer un rôle important. C’est par exemple un élément crucial dans la production de e-fuels, de e-plastiques [REF Zenon], ou dans la décarbonation du ciment. La capture joue aussi parfois un rôle dans l’hybridation des systèmes comme nous l’avons montré dans le cas de la production d’hydrogène bas carbone [Jodry2023]. Dans ces différents travaux de modélisation prospective, les infrastructures nécessaires pour le transport, le stockage temporaire ou permanent et la réutilisation du CO2 sont rarement prises en compte. L’objectif de cette thèse est de pallier ce manque en intégrant les infrastructures CO2 dans la planification multi-énergie de la décarbonation d’une région industrielle. Cette intégration doit permettre une évaluation économique et environnementale de ces solutions prenant en compte la capture du CO2, une description des investissements à faire à l’échelle d’un territoire des industriels et éventuellement des enjeux de financement.

 

Objectif principal de cette thèse.  Cette thèse vise le développement d'un cadre méthodologique pour la planification optimisée multi-ressource de systèmes énergétiques intégrés, qui inclut des infrastructures dédiées à la capture, au transport, à la réutilisation et au stockage du dioxyde de carbone (CO2). On partira du modèle open source SPHYDERS développé à partir de [Jodry2023] dans le cadre d’une autre thèse au centre PERSEE débutée il y a un an [These Thibaut] sur la planification multi-énergie. Cette thèse fera aussi le lien avec les travaux en cours sur la décarbonation de l’industrie [These Quentin].

Ces travaux seront effectués dans le cadre du projet PlaneTerr en partenariat avec différents industriels de l’énergie. L’outil développé et le cadre industriel devrait permettre d'élaborer des stratégies de transition énergétique bas carbone à l’échelle d’un territoire industriel, en prenant en compte les interactions complexes entre la production d'énergie, son utilisation, et la gestion du CO2. Ainsi, au travers d’un cas d’étude sur un territoire industriel réel, le travail de thèse permettra d’évaluer l’intérêt de la capture et la valorisation du CO2 pour atteindre des objectifs ambitieux de réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Cette thèse sera encadrée par Pedro Affonsso Nobrega et Robin Girard, l’étudiant sera basé à sophia antipolis dans les locaux du centre PERSEE, mais une localisation à Paris est peut-être envisageable. Le travail aura lieux à Sophia Antipolis (centre PERSEE de MINES Paris) mais la possibilité d’une localisation à Paris aux Mines ou dans les locaux des partenaires industriels du projet PlaneTerr est peut-être envisageable. 

 

 

N'hésitez pas à consulter ma page web https://www.robingirard.eu/ 
ainsi que la liste des thèses en cours sous ma direction https://www.robingirard.eu/StudentList.html 

 

 

 

 

 

 

Starting date

2024-10-01

Funding category

Other public funding

Funding further details

Dans le cadre du projet PlaneTerr

Presentation of host institution and host laboratory

MINES Paris PSL, Centre PERSEE

MINES PARIS - PSL, CENTRE PERSEE

 

The PERSEE Center is on e of the 18 research centers of MINES Paris. Its field of expertise concerns New Energy Technologies and Renewable Energy Sources (RES). Its research strategy is based on a "micro/macro" approach ranging from (nano)materials to energy systems. It is built around three structuring themes: i) materials and components for energy, ii) sustainable energy conversion and storage processes and technologies, and iii) renewable energies and smart energy systems.

 

 

 

This late is developped by one of the three groups of the Center, ERSEI, which stands for “Renewable Energies and Smart Energy Systems”. The ERSEI group develops methods and tools allowing the optimal integration of decentralized sources, including RES, storage devices, electric vehicles, active demand and other technologies, in energy systems and electricity markets. The research activity of the group is divided into three main themes. The first is based on the development of advanced short-term forecasting methods for different applications in power systems (i.e. forecasting of RES production, demand, dynamic line rating, market quantities, etc.). The second concerns the control and predictive management of energy systems. The aim is to design innovative approaches to optimise the operation (from real-time to days ahead) of different types of systems (smart-homes, microgrids, virtual power plants, energy communities, hybrid RES/storage plants, distribution grids multi-energy systems a.o.) considering uncertainties. The third axis concern planning and prospective studies that aim to optimise the design of future energy systems, generate furture scenarios, optimise investements etc.  

 

 

 

The PERSEE Center is located within the scientific parc of Sophia-Antipolis, near the cities of Nice, Cannes and Antibes in the south of France. Its workforce is around 50 people.

 

Site web :

 

http://www.minesparis.psl.eu

PhD title

Doctorat en Énergétique et Procédés

Country where you obtained your PhD

France

Institution awarding doctoral degree

Mines Paris - PSL (Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris)

Graduate school

Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Energétique

Candidate's profile

Profile:  Engineer and / or Master of Science degree (candidates may apply prior to obtaining their master's degree. The PhD will start though after the degree is succesfully obtained).

 

 

 

Good level of general and scientific culture. Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Motivation for research activity. Coherent professional project. Skills in programming (eg R, Python, Julia,…).  A succesful candidate will have a solid background in three or more of the following competencies:

 

applied mathematics, optimisation, energy transition, energy modeling, economy, ... 

 

Expected level in french : bon niveau souhaitable

 

Expected level in english : excellent

2026-06-15
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