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Stockage par hydrogène : Principe de fonctionnement, Projets en cours et Perspectives

Stockage par hydrogène :

Principe de fonctionnement, Projets en cours et Perspectives

Cette synthèse a été rédigée par mes élèves HEI5 ESEA dans le cadre de leur projet étude et recherche.

Résumé :

L’hydrogène est actuellement utilisé en raison de ses propriétés chimiques dans l’industrie pétrolière et dans l’industrie chimique. Cette molécule présente cependant un intérêt énergétique majeur qui n’est pas exploité aujourd’hui. Il peut être utilisé pour la production d’énergie sur le réseau, ou dans les transports, et c’est une solution pour le stockage de l’énergie, notamment de l’électricité, ce qui sera le défi des systèmes énergétiques du 21e siècle. L’hydrogène comme vecteur énergétique représente ainsi un enjeu scientifique, environnemental et économique. Grâce aux progrès de la technologie de l’électrolyse, il peut être produit de façon décarboné, économique et contribue aux objectifs que la France s’est fixée en matière de développement des énergies renouvelables, de réduction des émissions de gaz à effet de serre et des polluants et de réduction des consommations d’énergie fossile.

Dans cette synthèse, le principe de fonctionnement, les projets en cours et les perspectives du stockage par hydrogène sont présentés.

Mots clés :

Stockage, Hydrogène, Etat de l’art, Principe de fonctionnement, Situation mondiale, Perspectives , Recommandations pour les investisseurs.

3 mai 2020
Stockage de l’énergie électrique : Prospective et Recommandations

Stockage de l’énergie électrique

Prospective et Recommandations

Face au développement des EnR, de la mobilité électrique et de l’autoconsommation, le stockage de l’électricité prend de plus en plus d’ampleur.

La technologie qui se développe le plus est la batterie Li-ion. Contrairement aux apparences, son prix ne cesse de baisser (moins de 100$/kWh en 2030 contre 200 aujourd’hui) et sa densité énergétique ne cesse de d’augmenter (180Wh/kg en 2030 contre 120 aujourd’hui). Et même avec une forte augmentation du prix de la tonne de Lithium, le prix des batteries n’augmentera pas. La question de disponibilité ne se pose actuellement pas (400 ans de réserve en 2016). En revanche, des craintes sont exposées quant à la disponibilité du cobalt (contexte géopolitique critique) et du nickel. D’autres technologies de batteries se développent fortement comme les Sodium-ions. Bien que prometteur, il faut encore attendre quelques années avant le développement industriel.

Une autre technologie bien présente en France est le stockage hydraulique (STEP ou Barrage). Si la France dispose encore de 7GW de capacité à installer, il est peu probable qu’elle le fasse du fait de nombreuses contraintes environnementales.

Le stockage via l’hydrogène est une technologie très prometteuse. Bien qu’encore chère, elle pourrait facilement se compléter avec les batteries notamment dans le transport pour les longues distances. Cependant, cette technologie sera réellement propre si l’électrolyse est réalisée à partir des énergies renouvelables.

De manière générale

Il convient dès maintenant, de développer la filière de production, de réutilisation et de recyclage des batteries de Li-ion en Europe.

Si nous voulons réduire notre empreinte carbone, il est nécessaire de développer le « Made in Europe ». La fabrication de batterie en France permettrait de réduire les GES de 2 à 3 MTCO2 eq par an en 2035.

La réutilisation systématique des batteries permettra de les exploiter au maximum de leur potentiel (l’empreinte carbone s’en trouve d’autant plus réduit) et de réduire le nombre de batteries neuves nécessaires pour le stockage stationnaire domestique.

La non recyclabilité des batteries serait un désastre écologique au vu du nombre de batteries qui seront en circulation (2 millions en France rien que la mobilité en 2030, ce qui représente plusieurs milliards de cellules à recycler). Mais le recyclage permettra de réduire les dommages environnementaux (1 tonne de lithium requiert 28 tonnes de batteries contre 250 tonnes de minerai ou 750 tonnes de saumure) et notre dépendance aux importations de lithium de cobalt et de nickel.

Stockage et réseau

Si les études ont montré l’importance du stockage par batteries et supercondensateurs pour stabiliser le réseau et augmenter la part des énergies renouvelables dans les années à venir, l’intérêt économique reste encore à prouver. Surtout si les pays Européen intensifient leurs interconnexions dans le but de faciliter le transit des puissances des EnR. Enfin, il ne semble pas pertinent d’employer des batteries de 2^nd vie.

Stockage et mobilité

Face au dérèglement climatique, il est nécessaire de repenser notre rapport à la mobilité.

Il faut favoriser la recharge lente et les batteries de faible capacité. Un fort taux de recyclage permettrait une économie de 1 à 2 MtCO2 eq par an. En parallèle, il est nécessaire de développer les transports en commun afin d’accompagner cette mobilité (économie de 7MtCO2 en 2035). Il est nécessaire aussi d’accentuer le déploiement des points de recharge notamment dans les zones rurales et les résidences collectives.

Stockage et autoconsommation

Si l’autoconsommation est une excellente initiative, il n’est pas encore rentable économiquement de l’accoupler avec une station de stockage. L’horizon 2030 ci prêtera davantage grâce aux nombreuses batteries de seconde vie qui seront disponibles. L’intérêt économique rejoindra alors l’intérêt environnemental.

Note :

Cet article est issue d’une synthèse faite par mes élèves HEI5 ESEA dans le cadre de leur projet Etude et Recherche. La synthèse complète avec un état de l’art et une propective sur le stockage de l’énergie électrique est disponible ICI.

7 avril 2020
Batteries Li-ion : Etat des lieux

Batteries Li-ion : Etat des lieux

Face au développement des EnR, de la mobilité électrique et de l’autoconsommation, le stockage de l’électricité prend de plus en plus d’ampleur. La technologie qui se développe le plus est la batterie Li-ion. Contrairement aux apparences, son prix ne cesse de baisser (moins de 100$/kWh en 2030 contre 200 aujourd’hui) et sa densité énergétique ne cesse de d’augmenter (180Wh/kg en 2030 contre 120 aujourd’hui).

Evolution du prix et de la densité des batteries Li-ion

Source : BlackRock Investment Institute and LMC Automotive

Une consommation exponentielle

En 2016, la consommation totale des batteries automobiles a été mesurée à 78 GWh et pourrait atteindre 1 TWh selon Renault dans le monde [1] [2]. Ce qui représenterait une consommation annuelle de 200 000 tonnes de lithium (la demande totale avoisinerait les 15 millions de tonnes en 2050). Il est nécessaire d’extraire 250 tonnes de minerai ou 750 tonnes de saumure pour obtenir 1 tonne de lithium pure.

Une pénurie à l’approche ?

Malgré une forte demande, le Lithium ne va pas disparaître tout de suite, comme le montre le tableau ci-dessous :

Réserve estimée en années pour différents matériaux – Source Renault [2]

L’Argentine, la Bolivie et le Chili représentent 55% des réserves mondiales et près de 50% de la production.

En revanche, notre attention doit se porter sur le Nickel et le Cobalt. Deux matériaux qui composent les électrodes. Or ces matériaux sont souvent des sous-produits, donc leur production dépende grandement de l’extraction d’autres minerais. Ensuite concernant le cobalt, la majorité de sa production est localisée en République Démocratique du Congo à hauteur de 65%, pays dont la situation économique et politique est aujourd’hui fortement instable.

Néanmoins, le recyclage du cobalt des batteries pourrait répondre au besoin de l’Europe à hauteur de 10% dans les années à venir. De même pour le Lithium. Le taux serait de 7% pour le nickel [3].

Une envolée des prix potentielle ?

Le lithium ne représente que 3% en masse des composants [2]. Il est donc relativement peu sensible au prix de la tonne. Ainsi, d’après Bloomberg un triplement du prix de la tonne du lithium aurait pour conséquence une augmentation de seulement de 2% du prix des batteries, 3% pour le nickel et 13% pour le cobalt en 2017.

Références :

[1] « synthèse – projet ABattRelife automotive battery recycling and secnd life », ADEME, 2015.

[2] H. Emmanuel, S. Marine, et S. G. Sokhna, « Electrification du parc automobile mondial et criticite du lithium à l’horizon 2050 », ADEME 2018 p. 73.

[3] « Electric vehicles : the truth », Transport et environnement, 2018.

7 avril 2020
Stockage de l’énergie et autoconsommation
Stockage de l’énergie et autoconsommation

Depuis le 9 Mai 2017, un décret officialise l’autoconsommation par le biais des panneaux photovoltaïques. Il existe 3 possibilités :

Vente totale de l’électricité

Consommation totale

Consommation et vente du surplus

Ce décret autorise aussi l’ajout de batteries à l’installation – remarque au passage, il est interdit en France de posséder un parc de batteries sans installation photovoltaïque dans le but de spéculer (cette méthode n’est de toute façon pas rentable). Cependant, est-ce que l’ajout d’un moyen de stockage est une solution rentable ?

Un contexte favorable

Si de plus en plus de foyers optent pour l’autoconsommation (40 000 installations pour un total de 143 MW installés au 1er janvier 2019[1]) c’est pour sa rentabilité. Outre une aide financière de la part de l’état répartie sur 5 ans lors d’une installation de PV pour une autoconsommation, le prix d’achat du kWh ne cesse d’augmenter (courbe verte de la Fig. 1). Ce dernier va continuer d’augmenter avec les intégrations des EnR et l’entretien du parc nucléaire.

Fig. 1. Prix de vente et de rachat d’un kWh – Source Eurostat

Mais un décollage à l’horizon 2025 pour l’autoconsommation

Cependant, d’après une étude prospective [2] l’autoconsommation n’est actuellement rentable que pour des projets ayant de grandes toitures et des taux d’autoconsommation élevés (avoisinant les 100%) – aujourd’hui le coût annualisé d’une autoconsommation est de l’ordre 190€/kWc/an. Pour le secteur résidentiel, l’opération sera rentable à l’horizon 2025 (2023 pour le Sud de la France et 2030 pour le Nord). D’après RTE [3], 3,8 millions de foyers pourraient être sous contrat d’autoconsommation à l’horizon 2035 contre 15 000 aujourd’hui (représente environ 10 GW de PV).

Et 2030 avec l’ajout de batteries

D’après RTE [2], en fonction des scénarios, la capacité, de batteries domestiques, installée pourrait varier de 1 à 10 GWh.

L’intérêt d’une batterie permet au consommateur d’installer une quantité plus importante de PV tout en augmentant son taux d’autoconsommation. D’après l’Ademe, ce dernier varie entre 20 et 50%. Tout dépend des habitudes des consommateurs. Cette part d’autoconsommation peut atteindre facilement 70% en ajoutant des batteries de l’ordre de 2 à 6 kWh.

Cependant cette solution n’est actuellement pas rentable pour le consommateur. En effet, d’après la commission Européenne, le coût du kWh des batteries pour l’application résidentielle avoisine les 750€/kWh[3]. Mais le plus important n’est pas l’investissement de départ mais le coût de production d’un kWh par la batterie (pour le comparer au prix d’achat d’électricité). Il est difficile de calculer ce coût car tout dépend de la performance de la batterie (batterie neuve ou non, emplacement, nb de cycles, profondeur de décharge…) et du coût de son installation. Cependant, on peut estimer que le coût de revient se situe aux alentours de

0,20€/kWh (batterie neuve fonctionnant sur 10 ans). Ce prix étant à la croisée du tarif d’achat (Fig. 12), ce n’est pas encore intéressant en France. En revanche, certains pays d’Europe le font déjà, notamment au Danemark ou le prix de l’électricité avoisine les 30cts/kWh TTC + prélèvements (Source – Eurostat).

Néanmoins, il est important de ne pas considérer que l’aspect économique. De plus en plus de consommateurs souhaitent consommer de l’électricité verte et de manière locale. On pourrait aussi favoriser la vente des batteries de 2^nd vie spécifiquement pour le stockage stationnaire domestique afin de prolonger de 3 à 7 ans la durée de vie des batteries issues des voitures[2].

Avec l’apparition d’un frein ?

Pour un autoconsommateur, l’économie sur la facture est possible grâce aux taxes et à la redevance d’accès au réseau (TURPE). Chacun représentant 1/3 de la facture. Or l’économie sur cette facture ne correspond pas forcément à la même économie pour la collectivité et les fournisseurs. Ainsi, il a été chiffré par RTE, en 2030[2], que la perte nette serait de 120€/an pour l’état, de 70€/an pour les fournisseurs et de 75€/an pour les gestionnaires de réseaux. Ainsi, tous ces surcoûts devront être compensés par les utilisateurs afin de maintenir le bon fonctionnement du réseau (17€/an supplémentaire pour les foyers n’étant pas sous contrat d’autoproduction).

Cependant, ces chiffres peuvent être revus à la baisse si :

Les capacités d’autoconsommation sont déduites des objectifs de développement du photovoltaïque de l’état et des collectivités (on réduit le nombre de projets de production de fermes).

Le développement de l’autoconsommation se substitue à d’autres filières de production renouvelable et/ou thermique.

Combiner mobilité électrique et autoconsommation ?

Le couplage d’une voiture électrique avec une installation photovoltaïque apparaît séduisant pour de nombreux consommateurs d’un point de vue écologique. Cependant, il est nécessaire que ce dernier puisse placer la recharge de leur véhicule aux heures de production. Les salariés rentrant chez eux lors de leur pause méridionale peuvent ainsi augmenter leur part d’autoconsommation (15% des trajets domicile travail). Cette part peut être augmentée avec le vehicle-to-home (V2H) et la recharge pilotée (de 85% à 90% d’autoconsommation au lieu de 67%). D’après RTE, les VE sont susceptibles d’augmenter la puissance des installations d’autoconsommation de l’ordre de 1 à 2 GW à l’horizon 2035.

Les VE sont aussi susceptibles de remplacer les batteries stationnaires au regard de leur capacité (environ 44 kWh pour les VE aujourd’hui et 2 à 6 kWh pour les batteries stationnaires). Mais, il ne faut pas en faire une priorité au risque de favoriser l’augmentation de la capacité des batteries des voitures.

Et le stockage via eau chaude ?

Le solaire thermique est aussi une excellente solution d’autoconsommation. Car d’après l’ADEME [4], 72% de l’énergie consommée par un foyer provient du chauffage et de l’eau chaude sanitaire. Il est donc plus judicieux d’installer un chauffe eau solaire plutôt que d’installer un chauffe électrique fonctionnant avec des PV (Au moins pour les nouvelles maisons). D’autant plus que cette technologie est aussi compétitive en terme de production [5]: de 0,156 à 0,456€/kWh pour le thermique et de 0,164 à 0,407€/kWh pour le photovoltaïque en 2016.

Références :

[1] « Enjeux du développement de l’électromobilité pour le système électrique », RTE, 2019.

[2] « Bilan prévisionnel – de l’équilibre offre-demande d’électricité en France », RTE, 2017.

[3] N. Lebedeva, D. Tarvydas, I. Tsiropoulos, European Commission, et Joint Research Centre, Li-ion batteries for mobility and stationary storage applications: scenarios for costs and market growth. 2018.

[4]« Chauffer son eau et sa maison avec le soleil », ADEME, Agir, 2016.

[5] Marie-Laure Guillerminet, David Marchal, et Raphaël Gerson, Yolène Berrou, « Coûts des énergies renouvelables en France », ADEME, 2016.

Cet article est issue d’une synthèse faite par mes élèves HEI5 ESEA dans le cadre de leur projet Etude et Recherche. La synthèse complète avec un état de l’art et une propective sur le stockage de l’énergie électrique est disponible ICI.
2 avril 2020

Stockage et mobilité électrique : une symbiose à l’approche

Cet article est issue d’une synthèse faite par mes élèves HEI5 ESEA dans le cadre de leur projet Etude et Recherche. La synthèse complète avec un état de l’art et une propective sur le stockage de l’énergie électrique est disponible ICI.

1.Contexte

Un contexte favorable au développement de la mobilité verte [1] [2]

Face au dérèglement climatique, la mobilité électrique se développe fortement ces dernières années. Et pour cause, le secteur routier est responsable d’un tiers des émissions de gaz à effet de serre en France. Les véhicules représentent 77% de ces émissions. Il faut ajouter à cela 16% des émissions de particules fines inférieures à 10 μm, 59% des émissions de NOX et 54% de la pollution sonore en France.

Le Tableau 1 fait une comparaison ACV entre une citadine thermique et une autre électrique.

Tableau 1. ACV comparative d’une Citadine thermique et un VE

Le contexte réglementaire agit en faveur de la mobilité verte. En illustre l’accord conclu entre l’état et la plateforme de la filière automobile et mobilités (PFA) en 2018. Cet accord stipule que les ventes des VE devront atteindre 6% des parts du marché. Ceci pour amorcer l’objectif de zéro véhicule thermique en vente d’ici 2040 voulu par l’état Français. Ensuite, au niveau de la réglementation Européenne, les véhicules neufs ne devront pas émettre plus de 95 gCO2/km d’ici 2021. Or la fourchette actuelle est comprise entre 100 et 130 gC02/km. On observe même une augmentation des émissions avec l’explosion de la vente des SUV (36% des ventes des véhicules en 2018 d’après Négawatt). Les constructeurs seront donc soumis à de fortes contraintes (et amendes) d’ici quelques années concernant les véhicules thermiques. Enfin, de plus en plus de villes mettent en place des restrictions avec la vignette Crit’air à l’instar de Lille ou de Paris qui souhaite interdire les diesels dès 2024.

Le contexte économique est aussi favorable aux VE. D’après UFC que choisir, il est actuellement plus rentable d’acheter un VE qu’une voiture thermique (1^ère main). Les économies sont encore plus importantes pour un véhicule d’occasion (2^ème main).

Coût annuel de détention	Electrique	Diesel	Essence
1^ère main (15 000km/an)	6 801 €/an	7 038 €/an	7 166 €/an
2^ème main (12 000km/an)	2 407 €/an	3 155 €/an	3 347 €/an

Tableau 2. Coût annuel de détention d’un véhicule

Le contexte environnemental en passe de gagner.[3]Pour beaucoup, le véhicule électrique est une fausse bonne idée car la production de la batterie est polluante. Ceci est en partie vrai. En effet, à la sortie de l’usine, le bilan carbone d’un VE est de 9,5 tCO₂ équivalent contre 6,2 pour un VT – Il est estimé que l’impact total de la batterie est d’environ 100kgCO₂/kWh de batterie. Or, en effectuant une analyse de cycle de vie (ACV) selon plusieurs critères (cf Tableau 1) on constate qu’un VE est plus performant notamment en ce qui concerne l’épuisement des ressources et le potentiel de réchauffement global. Ceci grâce à l’exploitation d’un VE qui nécessite moins d’entretien et d’énergie brute sous réserve de rouler un minimum de kilométrage avant recyclage (25 à 50 milles km environ pour une citadine selon la taille de batterie, ce qui représente environ 2 à 4 années d’exploitation – source Eurostat). Cependant, le potentiel de réchauffement global est fortement dépendant du mix électrique du pays. En effet, l’électricité rechargeant la batterie n’est pas forcément décarbonée. Ainsi la quantité de CO₂ est réduite de 85% en Suède en comparaison avec une citadine thermique. Et seulement de 20% en Pologne – mix électrique fortement à base de charbon[4]. La seule faiblesse d’un VE est effectivement la conception de la batterie qui engendre un potentiel d’acidification et d’eutrophisation des sols plus important.

Mais des faiblesses à combler

Malgré ce fort engouement, les ventes peinent à grimper. Le nombre d’immatriculations de véhicules électriques légers en 2019 atteint 36 545 (de Janvier à Octobre) (d’après AVERE France). Le nombre total de VE en circulation est de 209 000 en Novembre 2019. On est bien loin du 1,2 million que l’on souhaite atteindre en 2023-24 (objectif PPE). Il faut ajouter cependant les 53 000 hybrides rechargeables en circulation.

Ceci s’explique par un coût d’achat plus élevé et ce malgré une aide maximale de 6 000 € de la part de l’état uniquement pour les VE (se référer à carte-grise.org) . D’ailleurs, cette aide est très importante à maintenir et sera nécessaire jusqu’en 2025[4]. Sans cette aide, les ventes peuvent fortement reculer. Ce fut le cas au Danemark où les ventes ont été divisées par 10 en l’espace d’un trimestre en 2016 après la suppression des aides. Et il est important de communiquer qu’un VE est bénéfique à long terme aussi bien pour le ménage que pour la transition écologique.

Cependant, la démocratisation des VE est inégalement répartie en France. D’une part, de nombreuses personnes sont dépendantes des trajets de longues distances notamment dans les provinces et les personnes habitants dans la banlieue mais travaillant en ville. D’autre part, malgré la présence de 27 661 points de recharge publiques en 2019 (d’après AVERE France), ce nombre est aussi inégalement réparti sur le territoire comme le montre le graphique suivant.

Figure 1 : Nombre de points de recharge pour 100 000 habitants

Les résultats sont toutefois à nuancer avec le nombre de VE en circulation.

Figure 2 : Nombre de VE par point de recharge

On peut constater par l’intermédiaire de ces deux figures que Paris possède un fort taux de véhicules par point de recharge. Avec l’augmentation des tailles des batteries, il peut y avoir des congestions au niveau des recharges car plus longues.

Pour beaucoup de propriétaires, la solution reste d’installer une borne chez soi. Encore faut-il avoir la place. Car selon l’INSEE en 2016, 44% de la population française vivaient dans un logement collectif. Cependant, depuis le 4 juillet 2019, le gouvernement a annoncé de nouvelles aides ADVENIR pour accompagner l’équipement en infrastructure de recharge dans le résidentiel collectif, qui est plus onéreux, (aide de 50% du prix de l’installation).

Si les aides de l’état sont maintenus et que le gouvernement s’engage dans le développement de la mobilité verte, on pourrait atteindre un parc de 5,2 M de véhicules d’ici 2030 (soit plus que 4,4 M voulu par le PPE)[5]. A l’inverse, sans une politique incitative, il n’y aura qu’un parc de 3 millions de véhicules à cette même date.

La mobilité électrique ne touchera pas que les VE

Le marché VE n’est pas le seul à connaître une forte croissance. En effet, les Bus et VUL sont aussi au cœur de la transition énergétique.

Concernant les VUL[6] : Actuellement 3,6 millions de VUL circulent en France et la majorité de VUL roulent au diesel (96% de diesel immatriculé en 2017). Leur nombre devraient augmenter du fait des restrictions mises en place par les villes pour les camions. D’après Enea consulting le TCO d’un VUL de ptac 1,7t (le plus présent) électrique est plus compétitif qu’un diesel dès 2022. Nous allons donc assister à un fort développement de cette technologie. En témoigne l’étude de Wavestone [5] prédisant un parc de 800 000 VUL électrique à l’horizon 2030. Ceci est possible avec les grandes flottes d’entreprise pouvant migrer rapidement.

Concernant les Bus [2]: La part des bus électrique sera portée à la hausse aussi bien par la réglementation que par les initiatives locales voulant verdir les transports collectifs. Ainsi le parlement Européen prévoit que 66% des bus propres soient zéro émission ou circulant au biométhane (limité à 30% des volumes achetés) et 75% d’ici 2030. La ville de Paris quant à elle souhaite posséder une flotte de 66% de bus électriques en 2025 (soit plus de 3 100 bus). Elle est rejointe par d’autres villes telles qu’Amiens, Nantes, Marseille ou Lyon.

De manière générale le parc des bus de villes et d’autocars représente un potentiel de 100 000 unités. Chiffre stable depuis 2016 avec un renouvellement de (1840 ± 270) unités depuis 2010 pour les bus. L’accent est davantage mis sur les bus de ville afin de réduire la pollution de celle-ci mais aussi parce qu’ils parcourent des distances plus courtes contrairement aux autocars (batterie de plus faible capacité). De plus, l’infrastructure de recharge est plus facilement déployable au sein d’une ville que d’un réseau régional.

Focus sur les autres technologies[6], [7]

Véhicule à hydrogène : la technologie fait son chemin en France. Si elle est mature, elle coûte actuellement 2 fois plus cher comparée aux thermiques. De plus, il y a actuellement 9 bornes en France. L’état Français vise 30 à 50 en 2025. Enfin, cette technologie n’est vraiment intéressante, d’un point de vue GES, que si l’hydrogène est produit à partir de l’électrolyse de l’eau et d’un mix électrique décarbonée, et non à partir du vaporeformage du méthane (consommation d’énergie 3 fois plus élevée que celle des véhicules à batteries Négawatt). Néanmoins elle pourrait trouver sa place, à moyen terme, pour les véhicules lourds devant effectuer de longues distances.

Véhicule GNV : Il existe déjà une flotte très importante de GNV dans le monde avec pas moins de 30 millions d’unités (principalement des camions bus et autocars). Cette technologie ne semble pas pertinente pour les véhicules particuliers et les VUL (6tCO₂ supplémentaire comparé à un VUL diesel et un surcoût de 2 400€). De plus, il n’y avait que 71 points de recharge publiques en 2018. Si la combustion au gaz émet moins de particules et de gaz polluants ce n’est pas le cas pour les GES. Or d’après Carbone 4, les véhicules GNV ne pourront contribuer à la réduction des GES qu’en utilisant du biométhane dont le potentiel de gisement est actuellement mis en question.

2. Un important gisement futur de stockage

En termes de production

Face au fort développement de la mobilité électrique, il convient d’assurer l’approvisionnement de batteries. En effet, si l’on se positionne en France et que le parc de véhicule électrique est de 4,4 millions d’unités en 2030 (sans inclure les bus et utilitaires lourds), il faudra produire a minima près de 800 000 batteries (Fig. 10) pour les VE. Ce chiffre augmentant d’années en années. En effet d’après RTE, on pourrait atteindre un parc compris entre 7,6 et 15,6 millions de VE en 2035 selon les scénarios [8].

En termes d’exploitation [8]

Outre le fait de produire une quantité importante de batteries, leur exploitation et leur gestion demandera une infrastructure robuste. En effet d’après nos estimations, près de 2 millions de batteries seront en circulation en 2030 tout type de batteries confondu (Figure 3).

Mais là où ça devient intéressant, c’est la possibilité d’exploiter les batteries en circulation pour augmenter le taux d’intégration des EnR au sein du réseau en généralisant le pilotage supervisé (5MtCO2/an pourraient être évitées en 2035). En effet, une voiture est inutilisée 95% de son temps. Les véhicules pourraient aussi servir de réserve étant donné qu’ils roulent en moyenne 35,4 km par jour (40,2 km en zone rurale). Il reste donc une part importante d’énergie.

Et contrairement aux apparences le réseau serait tout à fait capable d’absorber les puissances demandées. Selon RTE en 2035, 8 millions de VE demanderait une demande de 24 TWh soit environ 5% de la production nationale. Et avec 55% de pilotage des charges, le pic de puissance passerait de 8 GW à 3,5 GW en période hivernale à 19h. Ce chiffre pourrait être vu à la baisse car selon RTE, l’évolution des usages influencera l’alimentation du réseau. Selon RTE la pilote de la charge est une option sans regret, pour le consommateur.

En termes de réutilisation

Une autre façon d’optimiser l’utilisation des batteries, et de prolonger leur durée de vie par l’intermédiaire d’un stockage stationnaire d’électricité pour le secteur tertiaire. En effet, ce n’est pas parce que les batteries sont remplacées tous les 10 ans dans les voitures, qu’elles ne fonctionnent plus. C’est juste qu’elles sont moins performantes en termes de capacité de stockage. En effet on estime qu’après 10 ans d’utilisation l’état de charge (SOC) des batteries li-ion est d’environ 70-80%. Mais ce chiffre peut fortement varier d’une batterie à l’autre. Tout dépend du kilométrage, de la typologie du trajet, de la manière de conduire et de la météo. On considère que l’on peut encore exploiter les batteries en mode stationnaire entre 3 et 7 ans[9].

En 2030, la capacité de stockage variera de 5 à 10 TWh/an[5]. Tout dépendra du taux de réutilisation de ces batteries.

Figure 3. Evolution de la quantité de batteries en circulation – Source Avere France

3. Li-ion : Etat des lieux

Un prix chutant

Comme le montre le graphique ci-dessous, le prix du kWh ne cesse de chuter. Passant de 900 à 200$/kWh aujourd’hui. Ce prix baissera encore et atteindra les 100$/kWh vers 2030.

Figure 4. Evolution du prix et de la densité des batteries Li-ion Source : BlackRock Investment Institute and LMC Automotive

Une consommation exponentielle [9],[10]

En 2016, la consommation totale des batteries automobiles a été mesurée à 78 GWh et pourrait atteindre 1 TWh selon Renault dans le monde. Ce qui représenterait une consommation annuelle de 200 000 tonnes de lithium (la demande totale avoisinerait les 15 millions de tonnes en 2050). Il est nécessaire d’extraire 250 tonnes de minerai ou 750 tonnes de saumure pour obtenir 1 tonne de lithium pure.

Une pénurie à l’approche ?[10]

Malgré une forte demande, le Lithium ne va pas disparaître tout de suite, comme le montre le tableau ci-dessous :

Tableau 3. Réserve estimée en années pour différent matériaux – Source Renault

L’Argentine, la Bolivie et le Chili représentent 55% des réserves mondiales et près de 50% de la production.

En revanche, notre attention doit se porter sur le Nickel et le Cobalt. Deux matériaux qui composent les électrodes. Or ces matériaux sont souvent des sous-produits, donc leur production dépende grandement de l’extraction d’autres minerais. Ensuite concernant le cobalt, la majorité de sa production est localisée en République Démocratique du Congo à hauteur de 65%, pays dont la situation économique et politique est aujourd’hui fortement instable.

Néanmoins, le recyclage du cobalt des batteries pourrait répondre au besoin de l’Europe à hauteur de 10% dans les années à venir. De même pour le Lithium. Le taux serait de 7% pour le nickel. [4]

Une envolée des prix potentielle ?

Le lithium ne représente que 3% en masse des composants [10]. Il est donc relativement peu sensible au prix de la tonne. Ainsi, d’après Bloomberg un triplement du prix de la tonne du lithium aurait pour conséquence une augmentation de seulement de 2% du prix des batteries. 3% pour le nickel et 13% pour le cobalt en 2017.

4. Bibliographie

[1] « Les potentiels du véhicule électrique », Ademe, Avis de L’Ademe, 2016.

[2] « Développement de l’électromobilité : Démystifier les questions de faisabilité pour faire apparaître les opportunités pour le système électrique », Union Française de l’électricité, 2019.

[3] M. Chéron, A. Gilbert-d’Halluin, et A. Schuller, « Quelle contribution du véhicule électrique à la transition écologique en France ? », Fondation pour la nature et l’homme, 2017.

[4] « Electric vehicles : the truth », Transport et environnement, 2018.

[5] C. LE ROY et R. Potocki, « Ensemble vers la mobilité électrique 2019 – 2025 – 2030 », Wavestone – équilibre des énergies, 2019.

[6] S. EL FADILI, C. HUITRIC, et J. MOITRY, « A quoi les véhicules utilitaires légers rouleront-ils demain ? », Enea Consulting, 2018.

[7] S. Amant, H.-M. Aulanier, C. Ramos, A. Schuller, et S. Timsit, « La France amorce le virage vers le véhicle électrique », Carbone 4, 2018.

[8] « Enjeux du développement de l’électromobilité pour le système électrique », RTE, 2019.

[9] « Synthèse – projet ABattRelife automotive battery recycling and secnd life », ADEME, 2015.

[10] H. Emmanuel, S. Marine, et S. G. Sokhna, « Electrification du parc automobile mondial et criticite du lithium à l’horizon 2050 », p. 73.

25 février 2020

Stockage de l’énergie électrique : Etat de l’art et prospective

Stockage de l’énergie électrique

Etat de l’art et prospective

Cette synthèse a été rédigée par mes élèves HEI5 ESEA dans le cadre de leur projet étude et recherche.

Résumé :

Face au développement des EnR, de la mobilité électrique et de l’autoconsommation, le stockage de l’électricité prend de plus en plus d’ampleur. La technologie qui se développe le plus est la batterie Li-ion. Une autre technologie bien présente en France est le stockage hydraulique (STEP ou Barrage). Alors que le stockage via l’hydrogène est une technologie très prometteuse.

Dans cette synthèse, un état de l’art et une prospective des systèmes de stockage pour le futur proche (2030) sont présentés. Il permet de juger la pertinence des principales solutions de stockage d’un point de vue économique et écologique et ainsi aider les décideurs dans leurs futurs choix stratégiques.

Mots clés :

Stockage, Batteries, STEP , Hydrogène, Etat de l’art, Prospective, Mobilité Electrique, Autoconsommation Photovoltaïque, Energies Renouvelables

25 février 2020
8 exemples de projets démonstrateurs en France et à l’étranger impliquant des Universités
L’état des lieux montre qu’il existe des multiples projets de démonstrateurs en France et à l’étranger issus et dédiés à la recherche et à l’expérimentation et ayant comme acteur principal des Universités. On parle même d’« un marché de démonstrateurs » en particulier dans le domaine de la gestion et l’efficacité énergétique ainsi que la mobilité intelligente et multimodale.

Ici, on présente 8 exemples de projets de démonstrateurs en France et à l’étranger et impliquant des Universités.

1. LE PROJET GREEN-ER, un projet Grenoblois de l’Opération Campus « Grenoble Université de l’Innovation »

GreEn-ER est le nouveau pôle d’innovation de dimension mondiale sur l’énergie et la gestion des ressources naturelles.

Porté par le PRES Université de Grenoble et piloté par Grenoble INP, GreEn-ER est un nouveau pôle d’innovation de dimension mondiale sur l’énergie et les ressources renouvelables. Cette création intervient dans un contexte où les défis énergétique et de la gestion des ressources naturelles constituent des enjeux stratégiques, socio-économiques et environnementaux majeurs pour les prochaines décennies.

GreEn-ER ambitionne de regrouper dans un même lieu les acteurs de la formation et de la recherche autour des nouvelles technologies de l’énergie. Le site intègrera l’école d’ingénieurs Grenoble INP – Ense3 (Energie, Eau et Environnement), des formations licence et master de l’Université Joseph Fourier, un laboratoire, le G2Elab et des plateformes formation/recherche (PREDIS et MEE).

GreEn-ER répondra ainsi aux défis de la production d’énergies renouvelables mais aussi du stockage, de la maîtrise et de l’efficacité énergétique. Plus de 1500 étudiants seront regroupés dans ce pôle d’excellence européen.

Pour plus d’informations : http://www.grenoble-inp.fr/actualites/green-er-le-nouveau-pole-d-innovation-de-dimension-mondiale-sur-l-energie-et-la-gestion-des-ressources-naturelles-482378.kjsp

2. Projet “Cité intelligente” à Montpellier, France [1]

Ce projet consiste à développer une plateforme numérique permettant de faire converger des données de domaines divers et souvent cloisonnés (à partir de capteurs disséminés dans la ville), pour favoriser la mutualisation de leur exploitation et la restitution des données traitées aux acteurs du territoire, afin de développer de nouveaux services urbains et applications innovantes (calculateur/optimisateur de mobilité, suivis de consommation, gestion des risques et alertes, etc.).

Des méthodes innovantes ont dû être imaginées pour mener ce projet, qui nécessite une phase de développement, d’expérimentations et de tests en grandeur nature :

– La création d’un grand consortium de R&D regroupant un ensemble de partenaires aux

compétences complémentaires : IBM, les Universités Montpellier 1 et 2 dont le laboratoire

IES, le Digiworld Institute (IDATE), et des entreprises telles que Egis Eau, Eseco Systems, Predict Services, M2OCity, Véolia Eau, Citiway, Mecatran.

– Une gouvernance collaborative associant tous ces partenaires (collectivité, entreprises, universités et organismes de recherche) au sein d’un Comité de Pilotage.

– Un mode de contractualisation souple fondé sur des « contrats de Recherche et Développement » (au titre de l’article 3.6 du CMP), avec une possibilité de conclure de nouveaux contrats de R&D au fil du temps et d’intégrer de nouveaux partenaires (actuellement 4 projets de R&D en cours – plateforme numérique, mobilité, gestion des risques, eau – et deux contrats en projet sur l’énergie et la santé).

– Un club Open Innovation afin d’intégrer, voire d’orienter, les technologies des « jeunes pousses » pour construire, faire vivre et animer les futurs quartiers intelligents.

Financement : un co-investissement entre les partenaires : 4,1 M€ sur 3 ans ont été investis par la collectivité pour les 4 projets de R&D et près de 4M€ par les acteurs privés.

Modèle économique : sera précisé au cours de phase R&D et fondé sur différentes sources de revenus possibles : test de nouveaux services, valorisation de la donnée traitée et de la propriété intellectuelle…(un accord de PI souple et adaptable en fonction des différents projets de R&D a été défini).

Pour plus d’informations : http://www.montpellier3m.fr/entreprendre/cite_intelligente

3. Campus des Technologies médicales à Strasbourg, France [2]

Le projet Campus des Technologies Médicales vise la création de 2000 emplois à 2020 (400 déjà réalisés) sur un site urbain à travers :
- Assurer la traduction économique de la recherche scientifique et médicale et favoriser la mise sur le marché de nouveaux dispositifs médicaux.
- Renforcer le lien entre l’offre (soins-formation-recherche) et les besoins industriels.
- Garantir le leadership international par la reconnaissance scientifique (3 prix Nobels) et médicale.
- Assurer (lien Ecocité) sur un site urbain la création d’un Technoparc durable, site d’accueil d’entreprises innovantes du domaine médical composé d’îlots passifs et à énergie positive intégrant différentes technologies :
- production d’ENR
- systèmes domotiques pour optimiser les dépenses énergétiques des bâtiments
- utilisation de matériaux de construction à haute performance énergétique ;
- gestion rationalisée des déchets
Périmètre du démonstrateur et des solutions déployées : Le réaménagement de ce nouveau quartier devra conjuguer le renforcement de la spécificité du campus hospitalo-universitaire entièrement dédiée à l’innovation dans le domaine des Technologies Médicales, avec des exigences environnementales élevées tout en préservant ses qualités patrimoniales.

Acteurs impliqués : Etat, collectivités, Hôpitaux, IHU, CHU, université, Alsace Biovalley, entreprises.

Plan de financement (prévisionnel ou réalisé) :
- PAPS-PCPI : Pôle administratif et propriété intellectuelle : Livraison : 2015 Budget : 52 M€ CPER + Triennal
- IHU Mix-surg : Livraison : 2015 Budget consolidé 200 M€ dont PIA 70 M€, Collectivités+FEDER : 40 M€
- Ecocité : 100 k€ étude de programmation urbaine Technoparc
- CRBS : Centre de Recherche en Biomédecine Strasbourg Livraison 2015-16 Budget 10 M€ CPER 2007-2013
- IRMC – Imagerie et Robotique Médicale et Chirurgicale Budget : 6 M€ CPER 2007-2013
- Faculté Chirurgie Dentaire/centre de soins : Livraison : 2013 Budget : 25 M€ CPER
Différents Labex ou Equipex renforcent le programme global.

Achat foncier TECHNOPARC Techmed – CUS 18 M€

Le montage et les financements de l’opération d’aménagement et de construction restent à définir.

Pour plus d’informations : http://www.alsace-biovalley.com/fr/strasbourg-un-campus-dexpertises-techmed-pour-innover-dans-les-dispositifs-medicaux/

4. Le projet Bimby en France [2]

L’expérimentation BIMBY (“Build in My Back Yard”) est issue d’un projet de recherche financé par l’ANR au départ, visant à tester une innovation sociale et à faire avancer la recherche sur de nouvelles formes urbaines et les modes de vie associés. Il consiste à mobiliser, directement auprès des propriétaires d’habitat individuel, du foncier disponible sur leur parcelle pour construire de nouveaux logements, avec ou sans division parcellaire, et ainsi permettre la densification des tissus pavillonnaires existants.

Le projet de recherche BIMBY, d’un budget global de 3,1 millions d’euros sur 3 ans, a rassemblé pendant 3 années 10 partenaires publics :

les Communautés d’Agglomération de Rouen et de Saint-Quentin-en-Yvelines, le CAUE de l’Eure, les Écoles Nationales Supérieures d’Architecture de Paris Belleville, Rouen et Marseille, le LATTS (ENPC) et le RIVES (ENTPE), ainsi que deux bureaux d’études du Réseau Scientifique et Technique du MEEDDTL : le CETE Normandie Centre (pilote du projet) et le CETE Ile-de-France (co-pilote).

Depuis le début des travaux du projet BIMBY, ceux-ci ont suscité un très fort intérêt d’un grand nombre d’institutions et de collectivités territoriales qui ont souhaité, pour certaines, engager immédiatement une diffusion, des études et des expérimentations sur leur territoire : il s’agit des partenaires initiateurs de démarches BIMBY parallèles, qui ont su trouver des financements spécifiques afin de développer de telles approches, qui viennent compléter les travaux du projet de recherche Bimby et son partenariat initial.

Avec le projet Bimby s’est mise en place une collaboration originale entre des chercheurs et des collectivités expérimentatrices pour tester de nouveaux modes de densification pavillonnaire, au départ dans le cadre d’un projet soutenu par l’Agence Nationale pour la Recherche. Aujourd’hui le projet de recherche est fini, mais la collaboration entre les collectivités et les chercheurs se poursuit : dans le cadre du déploiement opérationnel du système Bimby, les chercheurs assurent le suivi scientifique de cette expérimentation, dispensent des formations à destination de l’État, des collectivités, des bureaux d’étude et développent des nouveaux outils au sein des collectivités (outils de suivi et de pilotage, cellule d’appui aux habitants, etc.).

Pour plus d’informations : http://bimby.fr/portail/recherche

5. Le projet Sunrise , Lille, France [3]
[slideshare id=34486723&doc=isamshahroursemainededeveloppementdurable31mars2014-140509104641-phpapp01]

Pour plus d’informations : http://lille1tv.univ-lille1.fr/tags/video.aspx?id=efc69fcd-7708-4b0f-8972-8e2f20ffe9ef

6. Le projet LiveTree Vauban, Lille, France [4]

L’université catholique de Lille et le groupe HEI-ISA-ISEN (Yncrea Hauts-De-France) s’intéressent depuis un bon moment à la troisième révolution industrielle, un concept introduit dans la région Nord-Pas de calais par l’économiste américain Jérémy RIFKIN. Par exemple, plusieurs chercheurs de l’université et du groupe (dont je fais partie) abordent l’amélioration des performances thermiques des bâtiments, l’intégration des énergies renouvelables, ainsi que les futurs véhicules électriques. Ainsi, La maison de la Recherche EHE (Energie, Habitat, Environnement), d’une surface de 2500 m², située 65 rue Roland est choisie pour être un bâtiment démonstrateur de l’efficacité énergétique et du pilotage innovant de l’énergie. C’est le projet Live Tree Vauban, connu aussi sous l’acronyme Sunrise Vauban. C’est un bâtiment de 2 500 m2 dont 1 000 m2 sont déjà dédiés à des laboratoires et espaces de recherche dont la plateforme Energie électrique intégrant des systèmes de production réel (photovoltaïque), émulés (éolien, petite hydraulique) ou programmables, des systèmes de stockage, des charges (dont de l’éclairage led), des dispositifs de mesure et de pilotage. Des activités de recherche autour de la thermique de l’habitat y sont également organisées : 250 m2 de nouveaux laboratoires concernant les matériaux pour l’habitat, les matériaux textiles, les procédés et l’énergétique sont en préparation.

Pour plus d’informations : http://www.univ-catholille.fr/decouverte/TRI.asp

7. Le projet SmartSantander porté par l’Université de Cantabria à Santander en Espagne [1]

Smart Santander est un projet expérimental sur la thématique de la ville augmentée, impulsé en 2010 par Telefónica et l’Université de Cantabria, porté par un consortium de 15 partenaires institutionnels, économiques et académiques et développé à l’échelle de 5 villes européennes et une ville australienne (Santander, Belgrade, Guildford, Lübeck, Aarhus et Melbourne). Il vise à déployer 20 000 capteurs (dont plus de 12 000 à Santander) pour développer l’usage de « l’Internet of Things ».

À Santander, ce sont les équipes de recherche de l’Université de Cantabria qui ont été motrices au départ pour lancer une dynamique d’innovation urbaine centrée sur l’Internet des Objets.

La ville de Santander a ensuite été très réactive pour faciliter l’émergence et le développement du projet et en a fait l’une des bases sur lesquelles s’est appuyé son nouveau « Plan Directeur de l’Innovation » de Santander publié en 2012.

C’est le septième programme cadre de l’UE (FP7) – antérieur à Horizon 2020 – qui prévoyait un volet intitulé Future Internet Research and Experimentation (FIRE), qui a servi à financer presque l’intégralité du projet SmartSantander (6 millions d’euros sur les 8,2 Me du projet).

Pour plus d’informations : http://www.smartsantander.eu/

8. Le projet ENERGYPOLIS à Sion en Suisse

Il s’agit d’un pôle d’innovation et de démonstration porté par L’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. Les domaines suivants sont concernés : l’hydraulique, les turbines, les barrages, le management de l’eau, la chimie verte, l’ingénierie et la gestion de l’énergie, la mitigation des risques.

Un premier bâtiment démonstrateur est inauguré récemment en 2015. Il abrite l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne. Quelque cent cinquante chercheurs occupent les laboratoires depuis mars 2015.

D’ici à 2018, quatre nouveaux bâtiments seront construits sur le même site. Le campus Energypolis réunira alors l’EPFL, la haute école d’ingénierie de la HES-SO Valais, la Fondation the Ark et l’antenne valaisanne du Parc suisse de l’Innovation de Suisse occidentale (SIP West).

Le Grand Conseil valaisan a voté mardi 08/09/2015 deux crédits de plus de 180 millions de francs pour la deuxième étape de la construction du Campus Energypolis.

Schéma de concept du projet ENERGYPOLIS à Sion en Suisse

Pour plus d’informations : http://www.energypolis.ch/

Sources :

[1] CMI, Seban & Associés et IFSTTAR, « Innovation et villes durables : repères pour l’action », Vademecum, Février 2015. http://www.advancity.eu/vademecum-innovations-et-villes-durables-reperes-pour-laction/

[2] CPER 2014-2020 Liste des projets de démonstrateurs innovants en Alsace : http://www.region.alsace/sites/default/files/fichiers/recherche innovation/alsace_annexe_demonstrateurs.pdf

[3] Isam Shahrour, « SunRise : Site pilote de la ville intelligente et durable », présentation à la semaine du développement durable, Polytech’Lille, 31 Mars 2014

[4] Dhaker ABBES, rapport de CESAM DPI : » Valorisation et transfert de la recherche scientifique et technologique. L’importance de la preuve de concept et des démonstrateurs.Le projet démonstrateur live tree Vauban exemple « , Décembre 2015.

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8 exemples de projets démonstrateurs en France et à l’étranger impliquant des Universités
12 octobre 2016

Démonstrateurs : Cadre juridique, Contraintes et Solutions

* Cadre juridique

En droit français, le lien entre expérimentation et droit est établi de longue date.

Ce lien est même inscrit dans la Constitution du 4 octobre 1958. En effet, l’article 37-1 de la Constitution précise que : « La loi et le règlement peuvent comporter, pour un objet et une durée limités, des dispositions à caractère expérimental ».

En vertu de ce principe, le législateur et le pouvoir réglementaire ont déjà été amenés à définir des régimes juridiques mis en œuvre à titre expérimental dans des domaines variés (exemples : expérimentation des dispositifs de comptage évolués en matière d’énergie, expérimentation des téléprocédures devant les juridictions administratives, expérimentation des maisons de naissance, etc).

De même, en vertu des dispositions de l’article 72 de la Constitution, la loi peut autoriser les collectivités territoriales à déroger à titre expérimental aux dispositions législatives régissant l’exercice de leurs compétences.

À cette fin, la loi doit définir l’objet de l’expérimentation ainsi que sa durée, qui ne peut excéder cinq ans, et mentionner les dispositions auxquelles il peut être dérogé (voir l’article LO. 1113-1 du code général des collectivités territoriales).

Par contre, le cadre juridique qui a bien fonctionné pour un démonstrateur, peut devoir être fondamentalement changé pour la généralisation, ne serait-ce que pour des raisons de seuils de montants de marché, de l’impossibilité à se référer à des aspects de recherche pour les marchés de l’aval… C’est dans ce type de contexte que les nouveaux textes en application de la récente directive européenne sur l’innovation peuvent, entre autres, se révéler très intéressants à analyser.

* Contraintes de mise en œuvre

Mettre en place une preuve de concept ou une démonstration suppose plusieurs contraintes et risques à prévoir et à gérer, à savoir :

1. Risques liés à la technologie

Projet trop vaste (vague)
Résultats non reproductibles
Technologie immature et pas de ressource pour la développer en interne
Savoir-faire pouvant être perdu si le chercheur change de projet ou de laboratoire
Problèmes de scale-up.

-> Prévention : Mise en place rapide d’un processus de maturation

– Plan de développement – maturation technologique :

Etudes de faisabilité, proof of concept, apport d’exemples pour renforcer le brevet, développement de prototypes, études de toxicité, in vivo, précliniques…

2. Risques liés aux sources de financement

La phase de démonstration est souvent appelée « vallée de la mort » pour la difficulté à obtenir un financement.

-> Prévention : Plan de financement : trouver le bon financement au bon moment.

3. Risques liés à la propriété intellectuelle

Divulgation de l’invention par le chercheur avant le dépôt de la demande de brevet
Restriction des revendications lors du passage en phase nationale
Définition des inventeurs

-> Prévention :

– Utiliser les cahiers de laboratoires (traçabilité, identification du savoir-faire)

– NE PAS DIVULGUER son invention avant de choisir sa protection (toute divulgation ou publication empêche un dépôt de brevet !)

– Contacter la SATT pour plus d’informations.

4. Risques liés au marché

Capacité et modalités de la chaîne de valeur à intégrer les innovations
Marché trop précoce pour que les industriels veuillent investir
Sous-estimation des technologies existantes sur le marché

-> Prévention :

– Etude d’opportunité Marché

– Test in vivo du modèle économique des innovations expérimentées

5. Risques liés aux cahiers de charge

Des cahiers des charges ou procédures classiques parfois difficilement conciliables avec l’innovation : cahier des charges trop précis, cratérisation favorisant le moins-disant, difficulté à insérer des clauses de performance ou d’innovation dans les délégations de services publiques existantes.

-> Prévention : Accompagnement juridique.

Bref, pour le montage d’un projet démonstrateur, des compétences juridiques, économiques et financières pour le montage des projets, notamment sur la question de la gestion des risques juridiques, des montages publics-privés, des modèles économiques et des financements sont à mobiliser.

Source :

[1] Vademecum : « Innovation et villes durables : repères pour l’action » , Étude réalisée par CMI, Seban & Associés et IFSTTAR, Février 2015.

http://www.advancity.eu/wp-content/uploads/2015/02/Vademecum-principal-interactif-30-01-15-final.pdf

[2] Rapport de CESAM DPI : » Valorisation et transfert de la recherche scientifique et technologique. L’importance de la preuve de concept et des démonstrateurs.Le projet démonstrateur live tree Vauban exemple « , Dhaker ABBES, Décembre 2015.

5 octobre 2016

Qui intervient dans la mise en place d’un démonstrateur dédié à la valorisation ?

Ci-joint un tableau récapitulatif des différents intervenants dans un projet de démonstrateur et du rôle et actions de chacun :

Tableau : récapitulatif des différents intervenants dans un projet de démonstrateur et du rôle et actions de chacun

Le porteur de projet est le pilier de la mise en œuvre du démonstrateur et de la réussite de cette phase cruciale nécessaire au processus de valorisation. Il doit être qualifié à savoir reconnu d’un point de vue académique, tout en étant capable d’établir des relations de confiance avec la structure de valorisation. Il sait également créer et entretenir des réseaux d’acteurs autour de son activité de recherche, et ainsi obtenir des contrats de recherche.

L’équipe de projet est aussi très importante. Elle doit associer des compétences dans le domaine de l’applicatif à des pratiques de recherche collaborative.

26 septembre 2016
Processus de mise en place d’un projet de démonstrateur dédié à la valorisation
Le projet de démonstrateur vient après la définition d’un projet phare qui sera prioritaire parmi les autres projets de recherche en cours, (par exemple la mise en place d’un bâtiment intelligent innovant, la mise en place d’un véhicule électrique nouveau, d’une nouvelle source énergétique, d’un nouveau médicament, etc,) et suite à une phase de pré-maturation qui dure 3 à 6 mois et vise à confirmer les potentialités de la technologie au regard d’un marché accessible.

Il est le résultat de la phase de maturation qui elle dure 12 à 18 mois. A partir du plan projet labellisé, il est nécessaire de :
- Réaliser les actions prévues selon le planning et le budget prévus dans le plan de maturation
– Construire le cahier des charges du marché ciblé

– Réaliser un démonstrateur adapté

– Renforcer la propriété intellectuelle

– Choisir une stratégie de transfert (licensing, start-up, partenariat de co-développement)

– Promouvoir le projet (salons industriels, presse spécialisée, Forums,…)
- Mobiliser toute l’équipe projet
– Ajuster le déroulement du projet en fonction des jalons, d’évènements nouveaux, …

– Partager l’information autour du projet (Plateforme collaborative, reporting…)

– Formations : gestion de projets, PI, marketing de l’innovation, usages…
- Préparer le transfert
– Rôle futur du porteur/co-porteur

– Constitution d’une équipe d’incubation

– Contacts avec dispositifs, acteurs de l’accompagnement et du financement de l’innovation (SATT, Pôles, ARDI, NFID, …)

Figure : Processus d’un projet de démonstrateur

(COMES : Comités d’engagement)
19 septembre 2016