Brunch « Développement des énergies du futur et l’accompagnement de la transition énergétique »



Introduction

Prise dans le contexte de la transition énergétique, l’énergie relève par essence d’un champ pluridisciplinaire, point de rencontre et de convergence de plusieurs domaines scientifiques : Sciences physiques et technologiques, Sciences humaines et sociales, Sciences de la vie.

A l’instar de plus d’une quarantaine de campus universitaires au niveau mondial l’Université de Lorraine a décidé de mettre en place une telle initiative à l’échelle de son propre campus.

Contexte global

La Région Grand-Est dispose d’atouts et de spécificités nombreuses pour relever le défi de la transition énergétique. Au cœur d’un espace européen, elle se situe de facto dans l’axe de plusieurs couloirs de mobilité multimodale qui la positionne comme un des acteurs incontournables en matière de transition énergétique.

La diversité des ressources régionales tant dans la présence d’énergies renouvelables (parc éolien, photovoltaïque, biomasse, etc.) que de la disponibilité de ressources géologiques (gaz de charbon, mines pour le stockages d’énergies, etc.) contribuent largement à développer de grands projets dans cette thématique.

Une forte présence historique industrielle joue le rôle de moteur dans ce processus de transition énergétique, poussé par des contraintes environnementales et de production.

Les forces en présence sur notre territoire

L’Université de Lorraine dispose d’un socle de compétence solide et diversifié, s’intégrant parfaitement aux questions socio-économique de ce défi. Sciences physiques et de l’ingénieur et Sciences humaines et sociales ont montré au cours de ces dernières années la complémentarité de leurs approches dans des projets interdisciplinaires, notamment dans le thème « science, industrie, technologie et société ».

Ce large spectre pluridisciplinaire permet d’envisager et de réaliser des travaux visant à la fois les sources d’énergie (énergies fossiles, nucléaires, bio-énergies, énergies renouvelables), les usages (transport, bâtiment, industrie et les technologies de l’information et de la communication) ainsi que l’optimisation du système énergétique (adaptation dynamique de l’offre et de la demande nécessitant d’introduire de l’intelligence dans les réseaux d’énergie et des dispositifs de stockage  court, moyen et long terme). D’une manière générale, il est nécessaire de conjuguer les transition énergétiques et numériques.

Ainsi, la vocation d’une telle démarche est non seulement d’avoir un impact sur le territoire régional, de contribuer aux objectifs nationaux de la transition énergétique en contribuant aux nécessaires actions de recherche, mais également de contribuer et directement aux objectifs d’excellence portés par l’ISITE LUE.

Les avancées

L’initiative LUE a pour finalité le développement de projets de recherche systémiques à fort ancrage territorial, selon une articulation autour de 5 grands domaines très interdépendants :

  • La gestion du CO2: procédés de captage du CO2, stockage, réutilisation du CO2 (conversion en d’autres molécules).
  • La gestion des bio-ressources pour l’énergie et la chimie : forêt/bois, bio-raffineries, biogaz, substitution du carbone fossile par du carbone bio-sourcé.
  • La gestion de la chaleur : approche du nano au macro, du composant au territoire : récupération, stockage et réutilisation de la chaleur fatale des procédés industriels.
  • La gestion des vecteurs énergétiques : chaleur, gaz, hydrogène, électricité, vecteurs énergétiques liquides ; inter-conversion entre vecteurs, co-valorisation du CO2, interopérabilité des réseaux d’énergies.

Déroulé du brunch – Les idées fortes

Recherche systémique

  • Recherche européenne à développer
  • 1ère station multi-énergie à Nancy (GNV, électricité)
  • Hydrogen Economy = comprend également la valorisation du CO2
  • Bioénergie : l’UL est en pointe sur la voie thermochimique
  • Bioraffineries : l’UL est en pointe sur la lignine
  • LUE permettra d’articuler les défis liés aux Ressources (ressources critiques pour l’énergie), aux Matériaux (matériaux et molécules pour l’énergie) et Energie
  • Un travail sur la disponibilité de la biomasse peut être développé entre le LERMAB, BETA INRA AgroParisTech
  • Les facteurs et la logique de localisation des ressources et des consommations doivent être pris en compte
  • Le rythme de la transition et l’impact sur les territoires doivent également être pris en compte.
  • Le défi doit être relevé en moins d’une génération, c’est à ce titre que des moyens efforts exceptionnels doivent être consentis.
  • Nécessité de trouver de nouveaux espaces à exploiter
  • Nucléaire = 0.07 ha/MW alors que l’éolien = 20 ha/MW. Faible densité de toutes les énergies

Changements à attendre :

  • Réduction des besoins des bâtiments
  • Gestion intelligence des réseaux d’énergies, pilotage de la demande
  • Les scenarii « monde de la révolution énergétique », « Pas d’énergie parfaite », « Comment optimiser cet ensemble » doivent s’inscrire dans des trajectoires temporelles et spatiales.

Les défis :

  • Modération de la demande
  • Efficacité
  • Flexibilité
  • Construire une intelligence territoriale basé sur le vecteur hydrogène (cf. appel à projets hydrogène et territoires)
  • Décarbonation
  • Intermittence/variabilité des énergies renouvelables
  • Faible densité spatiale des énergies renouvelables
  • Aide à la décision publique sur des bases scientifiques
  • Formation des acteurs de la transition énergétique.