Daniel Marin est l’un des ingénieurs de recherche de l’équipe du L2EP du campus Arts et Métiers à Lille à avoir modéliser les consommations d’énergies selon différents scénarios du quartier Saint-Sauveur.

Daniel Marin est l’un des ingénieurs de recherche de l’équipe du L2EP du campus Arts et Métiers à Lille à avoir modéliser les consommations d’énergies selon différents scénarios du quartier Saint-Sauveur.

Energie : des algorithmes chauffent sur Saint-Sauveur

Depuis 2016, une équipe de chercheurs du campus Arts et Métiers à Lille participe activement à la transformation de la friche Saint-Sauveur. Elle élabore la modélisation énergétique du quartier avant sa construction. Une première à cette échelle. 

Le quartier Saint-Sauveur à Lille ne poussera qu’à l’horizon 2021. Pourtant, sur le tableau de bord de l’équipe de chercheurs du laboratoire d’électrotechnique et électrique de puissance (L2EP), des Arts et Métiers de Lille, il semble prendre vie. Les îlots de logements, les bureaux du Saint-So Bazaar et même la piscine olympique. Les 26 hectares de la friche ont été finement modélisés pour étudier les besoins et consommations d’énergie selon différents scenarios. Derrière les écrans, Daniel Marin, ingénieur de recherche, sélectionne l’un des premiers îlots pour lequel les architectes rendront bientôt leur copie. Il fait varier les données de son modèle composé de panneaux photovoltaïques et thermiques. En quelques secondes, les besoins et productions de chaleur s’affichent, comme si les habitants de cette centaine de logements les occupaient. Résultat magique… après des mois d’élaboration d’algorithmes du mathématicien.

Thomas roillet, chef de projet
Thomas Roillet, chef de projet

Précision au pas horaire

Depuis deux ans, l’équipe travaille sur cette planification énergétique du quartier en devenir. «Une modélisation des variations de consommations et de productions d’énergie, heure par heure à différentes échelles: de l’îlot de bâtiments à l’ensemble du quartier», précise-t-il. Un savoir-faire qui a plu à l’aménageur SPL Euralille en charge des « îlots nordiques », cette zone de 2500 logements en E+C- prévus sur la ZAC Saint-Sauveur. Tout cela ne serait pas amusant sans ajouter le détail des différents types d’énergie possible, leurs combinaisons : électricité, gaz, énergies renouvelables et leurs atouts en matière de stockage, mobilité, mutualisation et interopérabilité des réseaux.
Mais c’est bien là le but du jeu : passer en revue les différentes hypothèses et opter, in fine, pour la solution la plus adaptée. « C’est une initiative innovante par le type de modèle utilisé : dynamique, explique Thomas Roillet, chef de projet. Généralement, les modélisations présentent les grandes masses sur une échelle annuelle voire mensuelle. Il a aussi l’avantage d’être effectué en amont et donc de constituer un véritable outil d’aide à la décision auquel tous les partenaires prennent part». Une autre première car cette fois la MEL, la ville de Lille, la SPL Euralille, Les Arts et Métiers Campus de Lille, Enedis, Resonor et GRDF se retrouvent tous autour de la table pour considérer les différents scenarios.

Une alimentation énergétique «optimisée»

Le travail est loin d’être terminé. « Les modèles doivent être comparés en étudiant leur émissions de CO2, de radionucléides ou encore en évaluant la facture énergétique d’un habitant», souligne Daniel Marin. Néanmoins, l’équipe tend d’ores et déjà vers un modèle qui fait consensus : «le scénario hybride» intégrant électricité, chaleur et énergies renouvelables selon les usages. «Ainsi, se dessinera un réseau électrique qui intégrera plus d’énergies renouvelables : autoconsommation photovoltaïque, cogénération ou encore pilotage de recharge de véhicules électriques. De même, une boucle de chaleur à basse température permettra la mutualisation d’énergies renouvelables, issue des panneaux solaires, entre les îlots nordiques. Elle sera raccordée au réseau de chaleur Lillois alimenté par le centre de valorisation énergétique d’Halluin à partir de 2021. Enfin, un réseau de gaz au Nord de la ZAC permettrait l’interopérabilité avec le réseau électrique en diminuant la pointe de puissance critique notamment en hiver», énumère Thomas Roillet.Selon les modélisations, ce scenario est intéressant pour maximiser la production locale d’énergies renouvelables. «L’idée est de travailler sur l’acheminement en temps réel de l’énergie (électricité et chaleur) des îlots «surproducteurs» vers les îlots voisins «demandeurs» », appuie Daniel Marin. C’est le cas de la piscine qui représenterait 20 à 25% des besoins globaux en énergie du nouveau quartier et qui pourrait absorber les surplus de chaleur renouvelable non consommés par les îlots via la boucle de chaleur basse température.Du virtuel, les chercheurs se confronteront bientôt à la réalité. Les premières propositions d’îlots ne sauraient tarder. Et derrière une ribambelle de questions à régler et un réseau d’énergie à adapter. Mais l’équipe regarde déjà l’après 2021, lorsque le quartier sera sorti de terre. Thomas Roillet se prend à rêver : «L’idéal serait de pouvoir réaliser le suivi du quartier, une fois habité, pour comparer les consommations énergétiques réelles et adapter nos modèles théoriques».

 

Le quartier Saint-Sauveur :
26 hectares dont 8 hectares d’espaces verts
25 GWh de besoins en énergie
2500 logements soit 165 000 m2
35% de logements sociaux, 30% de logements à loyer intermédiaire, 35% de logements libres
1 piscine olympique
1 Concession attribuée à SPL
97 M d’euros dont 21 portés par la MEL de budget

Les 26 hectares du quartier Saint-Sauveur vont être alimentés par un modèle énergétique hybride combinant : électricité, chaleur et énergies renouvelables, optimisé par les travaux du laboratoire L2EP.
Les 26 hectares du quartier Saint-Sauveur vont être alimentés par un modèle énergétique hybride combinant : électricité, chaleur et énergies renouvelables, optimisé par les travaux du laboratoire L2EP.

170913_Masterplan