Introduction
Pierre Garcia
Sylvain Serra
Face aux enjeux climatiques et à la recherche d’efficience énergétique, les entreprises de l’énergie cherchent de plus en plus à optimiser leurs systèmes de production. Newheat, jeune entreprise innovante spécialisée dans la fourniture de chaleur décarbonée a ainsi engagé une collaboration avec le Laboratoire de Thermique Énergétique et Procédés (LaTEP) pour répondre à ses défis en matière de R&D. Comment ces deux acteurs mènent des recherches afin de trouver la meilleure optimisation possible des centrales énergétiques gérées par Newheat ? C’est ce que nous allons voir dans le texte qui suit, réalisé à partir d’une discussion avec deux acteurs de ce projet : Pierre Garcia (responsable Modélisation chez Newheat) et Sylvain Serra (enseignant-chercheur au LaTEP/UPPA).
Newheat et le LaTEP : deux acteurs qui devaient se rencontrer
Newheat est un fournisseur de chaleur renouvelable et durable. Depuis 2015 l’entreprise propose des solutions de décarbonation innovantes à destination des grands consommateurs de chaleur : les sites industriels et les réseaux de chaleur urbains en France et à l’international.
Son activité est de développer, concevoir, construire, financer et exploiter des centrales thermiques renouvelables, pouvant combiner récupération de chaleur fatale, solaire thermique, systèmes de stockage thermique courte et longue durée, solutions d’électrification optimisées (pompes à chaleur industrielles, etc.) et, si nécessaire, en complément, combustion de ressources renouvelables
De son côté, le LaTEP (laboratoire membre du Carnot ISIFoR), rattaché à l’Université de Pau et des Pays de l’Adour, est un laboratoire public reconnu pour son expertise dans l’optimisation des systèmes énergétiques. En son sein, 5 chercheurs, spécialistes de la thermique et des procédés, se consacrent à l’étude et au développement de solutions pour la conception et la gestion optimale de systèmes incluant des énergies renouvelables telles que le solaire thermique, la biomasse, la géothermie et le biogaz.
Centrale LACTOSOL
Leur projet commun : trouver une méthodologie d’optimisation en temps réel de systèmes thermiques multi-énergies
Newheat a pour objectif d’optimiser en temps réel ses centrales de chaleur renouvelable. Le projet de recherche mené avec le LaTEP s’articule autour de cette question en vue de la création d’une méthodologie pour une gestion dynamique des centrales. Le but étant de maximiser l’efficacité et la productivité des installations tout en réduisant les coûts énergétiques.
La complexité réside dans la variabilité des sources d’énergie renouvelables, notamment les variations météorologiques, ainsi que dans les fluctuations des coûts de l’électricité. L’optimisation de ces centrales exige une haute disponibilité et fiabilité, mais aussi une capacité à anticiper et adapter les consignes en fonction des besoins spécifiques de chaque centrale. Ici, l’enjeu va au-delà des aspects matériels ; l’essentiel du travail repose sur des solutions logicielles avancées permettant de piloter les centrales de façon fine, avec une grande diversité de variables ; le temps réel étant la clef du problème à résoudre.
Réponse Concrète : une thèse CIFRE sur laquelle travaille Thomas Colin de Verdière
Pour trouver des réponses à un tel besoin, Newheat et le LaTEP ont lancé une thèse CIFRE, confiée à Thomas Colin de Verdière. Cette thèse, commencée en 2021 et supervisée par Pierre Garcia Sylvain Serra et Jean-Michel Reneaume1 et 2, vise à développer des modèles de simulation (jumeaux numérique) et d’optimisation capables de piloter les centrales en temps réel. Thomas Colin de Verdière a aussi développé une expertise en contrôle-commande, une compétence stratégique pour Newheat, qui souhaite faire de lui l’expert en pilotage de ses centrales solaires thermiques.
La recherche partenariale au cœur du développement de Newheat
Dès sa fondation en 2015, Newheat a intégré une forte composante de recherche dans sa stratégie de développement. La thèse CIFRE en cours est la troisième collaboration de l’entreprise avec le LaTEP, après une première thèse en 2016 (sur l’optimisation dynamique offline d’une centrale solaire thermique) et, par ailleurs, un projet de recherche financé par l’ADEME. Cet engagement côté recherche continue de se renforcer, notamment avec une feuille de route R&D qui consacre un tiers de son travail à l’optimisation du pilotage des centrales.
Pour Newheat, cette recherche partenariale est bien plus qu’une démarche de soutien technique ; elle permet à l’entreprise de développer des solutions novatrices à long terme, en réponse aux défis de variabilité énergétique et aux exigences de flexibilité croissantes dans l’industrie.
Un travail au long cours qui porte ses fruits
Débuté en 2016 sur une thèse plutôt théorique, la démarche R&D de Newheat se poursuit actuellement avec pour objectif une application pour le pilotage de ses centrales multi-énergies. Un objectif qui devient à présent concret et applicatif, il doit permettre à cette entreprise d’améliorer sa compétitivité et de se positionner en acteur de référence sur ce segment d’activité. En ce qui le concerne le LaTEP, il affine par ce travail ses expertises en recherche appliquée pour proposer de nouvelles solutions à la transition énergétique.
Contacts :
- 1 Enseignant-chercheur au LaTEP/UPPA
- 2 Sabine Sochard (enseignante-chercheuse au LaTEP/UPPA) a également co-encadré ce travail