(Encadrants : Yassine Abdelouadoud (MINES Centre PERSEE))
La transition énergétique s’effectue dans un contexte où :
la baisse continue du coût des systèmes photovoltaïques rend cette technologie de plus en plus compétitive,
la hausse du prix de l’électricité issue du réseau incite les consommateurs à rechercher des alternatives,
le développement de solutions de ## stockage par batteries permet de mieux valoriser l’énergie produite localement,
la diffusion croissante du véhicule électrique (VE) modifie les profils de consommation et peut constituer une forme de stockage mobile.
Ainsi, l’autoconsommation photovoltaïque représente une option de plus en plus réaliste pour maîtriser les coûts et accroître la résilience énergétique. Cependant, le potentiel de cette solution varie selon l’échelle (individuelle, collective, territoriale) et dépend de nombreux paramètres (profil de consommation, surfaces disponibles, météo, prix de l’électricité, usage du stockage et des VE).
Le mini-projet proposé vise à quantifier ce potentiel ainsi que les
types d’utilisateurs et à différentes échelles de mutualisation.
Comment quantifier le potentiel d’autoconsommation photovoltaïque (en énergie, CO₂évités et coût) à différentes échelles (bâtiment individuel, groupe de bâtiments, territoire) et comment ce potentiel évolue avec le stockage et l’intégration des véhicules électriques ?
Sélectionner des territoires d’expérimentation
- l'IRIS comme unité de base
- Différentes typologies (urbain, rural, intermédiaire)
- Différents usages (résidentiel, tertiaire, industriel)
Estimation des consommations électriques par bâtiment
- Affecter une typologie Enedis (ménages, tertiaire, industrie
légère... aux bâtiments d'un jeu de données local.
- Construire des courbes de charge représentatives.
Estimation des consommations électriques par bâtiment
- Affecter une typologie Enedis (ménages, tertiaire, industrie
légère... aux bâtiments d'un jeu de données local.
- Construire des courbes de charge représentatives.
Simulation de la production photovoltaïque
- Estimer la surface de toiture exploitable (BD TOPO).
- Simuler la production PV horaire avec PVLib à partir des données
météo (ex. ERA5).
Calcul du taux d’autoconsommation
- À trois échelles : individuelle, collective, territoriale.
- Déterminer la part d'énergie consommée localement, le surplus
injecté et le taux de couverture des besoins.
Évaluation des indicateurs
- ## Énergie : taux d'autoconsommation, taux de couverture,
surplus.
- ## Économie : coût évité sur la facture d'électricité, coût
d'investissement, ROI, etc.
- ## Environnement : émissions de CO₂évitées (facteur d'émission
du mix électrique) et induites par l'installation du PV
Extension au stockage
- Intégrer une batterie stationnaire (capacité et puissance
choisies).
- Évaluer l'impact du stockage sur les indicateurs (meilleure
valorisation du PV, réduction du surplus).
- Comparer différents scénarios de dimensionnement de batterie.
Extension au véhicule électrique
- Introduire un profil de recharge d'un ou plusieurs véhicules
électriques (horaires, puissance).
- Étudier deux cas : recharge simple (l'utilisateur recharge dès
que nécessaire) et recharge optimisée (l'utilisateur recharge de
manière à maximiser l'autoconsommation du PV).
- Évaluer l'impact sur l'autoconsommation et les indicateurs
énergie/CO₂coût.
Étude de sensibilité
- Variation de la surface PV installée, de la capacité de
stockage, du taux d'équipement en VE, du prix futur de
l'électricité, des prix futurs du PV.
Recommandations
- Comparer les résultats individuels, collectifs et territoriaux.
- Identifier les conditions où l'autoconsommation devient
optimale.
- Proposer des recommandations pour chaque typologie d'utilisateur
et de territoires
Autoconsommation
ProRéno https://www.proreno.fr/documents/installations-photovoltaiques-en-autoconsommation
Consommation électrique et typologies
Enedis - Données ouvertes sur les courbes de charge types par catégorie de clients https://data.enedis.fr/explore/dataset/conso-inf36/
https://data.enedis.fr/explore/dataset/conso-sup36/
Agence ORE - Consommation annuelle d’électricité et gaz par IRIS et par secteur
RTE –Données ouvertes sur la consommation et production d’électricité (mix électrique, émissions associées) https://opendata.reseaux-energies.fr/
Bâti et surfaces photovoltaïques IGN - BD TOPO (base de données géographiques sur les bâtiments, toitures, etc.) https://geoservices.ign.fr/bdtopo
CEREMA/IGN - Études sur le potentiel solaire des bâtiments en France https://geoservices.ign.fr/portail-cartographique-enr
Production photovoltaïque et météo PVLib Python –Librairie open source pour la simulation photovoltaïque https://pvlib-python.readthedocs.io
Copernicus Climate Data Store –Données ERA5 (rayonnement solaire, météo horaire) https://cds.climate.copernicus.eu