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La chaleur dans tous ses états, le système énergétique, et la sobriété

Prof. Sylvain Quoilin

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Episode 46
1 hr 58 min / Published

La production de chaleur et son utilisation sont toutes les deux des enjeux clés de la transition. Mais parler de la chaleur demande aussi de voir le système énergétique dans son entièreté sans oublier le rôle de la demande et d’une désirable sobriété. Vous savez que ce sont des sujets qui me tiennent à cœur.  Comment combiner tous ces ingrédients pour réussir la transition, c’est la question à laquelle nous allons tenter de répondre avec Sylvain Quoilin. 

Sylvain Quoilin est chercheur qualifié (FNRS) à l'Université de Liège, où il dirige le groupe de recherche sur les systèmes énergétiques intégrés et durables (ISES) avec un axe principal sur la transition vers la production d'énergie renouvelable. Dans le cadre de ses travaux, il a créé et dirige le développement de divers outils de modélisation open-source (dont nous parlerons dans cette interview). 

Nous avons enregistré dans un endroit insolite et nous vous en dirons plus lorsqu’on nous aborderons le thème de la sobriété.

[01:30] Chapitre 1 : Utilisation ou production de chaleur
[26:15] Chapitre 2 : La vue systémique 
[01:28:16] Chapitre 3 : La sobriété 
[01:40:45] Chapitre 4 : Les questions persos

URL pour les notes de l'épisode : https://www.podcastics.com/podcast/episode/la-chaleur-dans-tous-ses-etats-le-systeme-energetique-et-la-sobriete-256049/

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● Site personnel : http://www.squoilin.eu/

● Github : https://github.com/squoilin

● ORCID profile : https://orcid.org/0000-0002-2064-209X

● ULiège ISES : https://www.ises.uliege.be/cms/c_6812775/en/ises

 

[01:30] Chapitre 1 : Utilisation ou production de chaleur

[01:30] Pourriez-vous me définir ce que sont les ORC (Organic Rankine Cycle)?  

Cycle Organique de Rankine : https://g.co/kgs/SSYnV1

[02:28] Lorsque vous travailliez sur les ORC dans votre thèse, à quoi cela ressemblait ? Quelle taille est-ce que cela a ? Quels étaient les fluides utilisés ? 

[03:51] Une des motivations étaient de réutiliser des composants existants, c’est exact ?  

[08:28] Qu’est-ce qui vous intéresse tant à ce sujet ?  

[12:20] Comment fonctionne une pompe à chaleur ? 

[13:56] Quel est le challenge si nous souhaitons monter à plus hautes températures ?

[15:09] L’ORC permet de réaliser du découplage. Que pense l’industriel de la complexité ajoutée d’une pompe à chaleur ou d’un ORC dans leurs process ? 

[16:28] Quels sont les enjeux liés aux fluides frigorifiques ? 

Quelques informations sur différents fluides frigorifiques : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fluide_frigorigène

Protocole de Montréal : https://fr.wikipedia.org/wiki/Protocole_de_Montréal

[18:30] D’où vient leur pouvoir d’effet de serre important ? 

[19:15] Comment est-ce que ces fluides se retrouvent dans l’atmosphère ? 

Accord de Kigali : https://fr.wikipedia.org/wiki/Accord_de_Kigali

REACH Regulation : https://environment.ec.europa.eu/topics/chemicals/reach-regulation_en

[22:12] Est-ce que les lobbys ont un vrai argument pour continuer à utiliser ces fluides ?

[22:52] Est-ce qu’il y a une uniformité sur ces fluides ? Est-ce que certains pays sont en retard ou utilisent beaucoup ces fluides ? Est-ce que l’on peut prédire l’impact de l’évaporation de ces fluides dans l’atmosphère ?

[23:59] Est-ce que vous voyez une évolution des machines dans votre discipline ? 

[25:08] Que pensez-vous des cycles alternatifs ? (Stirling, Cycles de Brayton,..)

Cycle Stirling : https://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_Stirling

Cycle de Brayton : https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_Brayton

 

[26:15] Chapitre 2 : La vue systémique 

[26:30] Pourriez-vous nous donner quelques ordres de grandeur afin de nous donner une ampleur du problème ? 

[31:09] Vous avez aussi travaillé sur les réseaux électriques. Pourriez-vous en dire plus ?  

[36:13] Qu’est-ce qui empêche aujourd’hui de réaliser du Vehicle-to-grid ? (V2G)

Vehicle-to-grid : https://en.wikipedia.org/wiki/Vehicle-to-grid

[37:24] Est-ce que vous avez un autre exemple de couplage inter-sectoriel ? 

ThermoVault : https://www.thermovault.com/

[40:24] Aurons-nous besoin de stockage dans le futur ? 

[41:07] Pourriez-vous me décrire ce que fait Dispa-SET ? Qu’est-ce que ce modèle ? 

The Dispa-SET model : http://www.dispaset.eu/en/latest/

D’autres modèles - Openmod : https://wiki.openmod-initiative.org/wiki/Main_Page

[47:04] Comment est-ce que l’on communique efficacement les résultats d’un modèle qui n’est pas parfait ? 

[49:15] A quel point est-ce que ces modèles sont suivis en pratique ? Quel est le degré de similitude entre ces modèles et ce qui est fait en pratique ? 

Photovoltaic growth - reality versus projections by Hoekstra : https://maartensteinbuch.com/2017/06/12/photovoltaic-growth-reality-versus-projections-of-the-international-energy-agency/

[52:39] Est-ce qu’il y a de grandes conclusions des simulations réalisées ? Certaines choses pour lesquelles nous sommes sûres ? 

[56:18] Quelles sont les implications de l’électrification ? En termes d’infrastructure ? 

[58:02] Quelle problématique est-ce que l’on peut rencontrer en électrifiant nos procédés ? 

[59:36] Quelles conclusions sont plus difficiles à tirer ? 

[01:02:14] Un argument souvent avancé est que certains pays n’auront pas assez d’énergie renouvelable. Le nucléaire est-il une sortie de secours afin d’apporter une solution à ce problème ? 

[01:03:48] Est-ce que la transition est nécessairement plus chère ? 

Rapport Stern : https://g.co/kgs/tLTLdu

[01:06:40] Quelle différence peut-on observer lorsque l’on regarde le développement des pays du sud ? 

Accès aux modernes d’énergie en Bolivie : https://moove.ares-ac.be/index.php/bolivie/en-bolivie-progressivement-un-acces-renforce-aux-reseaux-modernes

[01:11:04] L’objectif est d’aider les décideurs politiques à planifier des investissements, c’est exact ? 

[01:12:35] Est-ce qu’il y a aussi un enjeu pour les acteurs privés de ces pays-là ? 

[01:14:08] Vous avez dit que les marchés en Europe étaient déficients, pourquoi est-ce le cas ?

Entso-e reform of European market : https://www.entsoe.eu/news/2023/04/03/entso-e-s-position-on-the-ec-proposals-on-electricity-market-design/

[01:19:51] Comment peut-on faire attention aux données utilisées dans ces modèles ? Auriez-vous une anecdote qui permet de bien montrer l’importance de l’openSource et de l’openData ?

Openmod : https://wiki.openmod-initiative.org/wiki/Main_Page

Growth in a time of debt - Carmen M. Reinhart and Kenneth S. Rogoff : https://scholar.harvard.edu/files/rogoff/files/growth_in_time_debt_aer.pdf

The importance of open data and software: Is energy research lagging behind? - Stefan Pfenninger et al. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421516306516?via%3Dihub

[01:25:13] Qu’est-ce qui explique l’augmentation du nombre de modèles existants ? 

[01:27:05] Auriez-vous un conseil à donner à ceux qui ont déjà développé un modèle ? 

 

 

 

[01:28:16] Chapitre 3 : La sobriété 

[01:28:16] Vous avez mentionné le fait que les modèles considèrent la demande comme une entrée des modèles. Comment est-ce que l’on pourrait mieux prendre en compte cette demande ? Comment est-ce que l’on pourrait mieux l’étudier ? 

Projet Clever : https://negawatt.org/clever-scenario-de-transition-energetique-pour-l-Europe

Exergie - David Bol : https://www.podcastics.com/podcast/episode/co2-dans-les-tic-et-sobriete-de-linnovation-240266/

Exergie - Damien Brevers : https://www.podcastics.com/podcast/episode/reussir-la-transition-socio-ecologique-en-comprenant-nos-processus-psychologiques-250212/

Scénario négaWatt : https://negawatt.org/La-sobriete-energetique

[01:35:54] Qu’est-ce que le modèle PyPsa ? 

PyPSA : https://pypsa.readthedocs.io/en/latest/

[01:36:53] Est-ce que l’on peut donner des exemples de leviers d’actions présentés dans le projet Clever ? 

[01:38:30] Qu’est-ce que l’on pourrait émettre comme critique sur ce genre de projets qui prennent le point de vue de la sobriété ? 

[01:39:57] Il ne faut pas opposer technologie et sobriété. C’est correct ? 

 

 

 

 

[01:40:45] Chapitre 4 : Les questions persos

[01:40:47] Pourriez-vous nous décrire l’endroit dans lequel nous nous trouvons ?

[01:42:34] Il y a une forme de peur autour de la Tiny House, non ? 

[01:45:25] Pourriez-vous nous parler un peu plus du programme ‘Énergie’ à l’Université de Liège ? 

Génie énergie Uliège : https://www.fsa.uliege.be/cms/c_9783904/fr/nouveaute-2023-2024-master-ingenieur-en-genie-de-l-energie

[01:48:23] Quelle est votre erreur préférée ? 

[01:51:24] Quels livres ou médias avez-vous récemment conseillé à vos proches ? 

Black-out - Marc Elsberg : https://g.co/kgs/hQ8bzW

How bad are bananas? : https://howbadarebananas.com/

[01:53:30] Quelle croyance avez-vous personnellement mais qui n’est pas largement partagée par vos collègues dans votre domaine ? 

[01:55:42] Si vous aviez la capacité d’écrire un message sur tous les tableaux de tous les auditoires, quel serait ce message ? 

Kenneth Boulding : https://g.co/kgs/9jJ4K7

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Exergie
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Regards croisés sur l'énergie sous toutes ses formes.
Episode comments

Une très intéressante vue sur les cycles ORC et l'approche systémique de la part du Professeur Quoilin que j'ai croisé à l'Ulg lorsque j'y ai donné le cours de centrales thermiques ad interim. A cette époque, ses activités concernaient effectivement les cycles ORC.
Etant donné la basse température de la source chaude de ces cycles, j'ai toujours préconisé d'utiliser le rendement exergétique de préférence au rendement énergétique valable pour les centrales à combustible fossile ou nucléaire. Cet indicateur reflète mieux la qualité d'un cycle ORC.
Le moteur Stirling souffre d'un faible rendement et d'un manque de flexibilité en raison du mouvement d'aller-retour du fluide moteur au travers du régénérateur et du volume mort associé. Ce défaut n'existe pas dans le moteur Ericsson qui se compose d'un cylindre de compression et d'un cylindre de détente, tous deux munis de soupapes d'admission et d'échappement. Dessiné dans les diagrammes thermodynamiques classiques (p,v) et (T,s), le cycle est semblable à celui d'une turbine à gaz avec récupérateur. Le moteur Ericsson peut fonctionner en cycle ouvert ou en cycle fermé avec différents gaz comme l'hélium, l'argon ou le dioxyde de carbone. Son étude détaillée nécessite de prendre en compte les caractéristiques réelles des gaz et les transferts de chaleur vers les parois des cylindres.
Merci pour cet échange et en particulier pour le caractère nuancé des vues sur l'approche systémique et la sobriété.

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