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Energies et transition énergétique
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Matériaux, chimie, procédés et produits
Physique et Ingénierie Mathématique pour l’Energie, l’Environnement et le Bâtiment (PIMENT)
Le laboratoire PIMENT associe des compétences en énergétique, mécanique et en ingénierie mathématique pour s'intéresser à l'efficacité énergétique des bâtiments, ainsi qu'aux énergies durables, en zone non-interconnectée et en climat intertropical.
Le laboratoire PIMENT analyse d'abord :
1) l'interaction entre les utilisateurs, les bâtiments et les quartiers pour prédire la consommation d'énergie,
2) les caractéristiques des matériaux biosourcés notamment en tant qu'isolants (analyse du cycle de vie, conductivité thermique, capacité de sorption et désorption de vapeur d'eau).
Le laboratoire étudie ensuite les sources d'énergie renouvelables en développement à La Réunion :
1) qualification et prédiction des ressources énergétiques (hydraulique, éolien, thermique, électrochimique, énergie thermique des mers, centrales à solaire concentré et climatisation solaire)
2) expérimentation des stockages (stockage latent, stockage gravitaire et stockage par air comprimé)
3) maîtrise grâce au contrôle-commande de l'injection de l'énergie dans le réseau.
Une thématique transversale vise à permettre des croisements entre les mathématiques fondamentales et les autres thématiques du laboratoire, ainsi qu'avec d'autres thématiques de l'Université de La Réunion.
- M. DAVID Mathieu
permanent à La Réunion
Post-doctorants
Offre de services
Réalisation d'études bibliographiques
Expérimentations sur les matériaux de construction innovants par une approche multi-physique (caractérisation, changements de phase, porosité, transferts de masse et de chaleur, hygrométrie, comportement mécanique, vieillissement, dégradation)
Valorisation des déchets dans le cadre de la création d'une économie circulaire (caractérisation physico-chimique et réactions chimiques, transformation, impacts environnementaux, mise en place de filières)
Caractérisation des écoulements (air, fluides) par vélocimétrie par image de particules et soufflerie à couche limite
Étude des phénomènes thermo-convectifs dans les cavités ouvertes et fermées et optimisation topologique
Étude d'espaces bâtis (modélisation, écoulements d'air, confort hygro-thermique, consommation énergétique, perception par l'occupant, évaluation de la qualité de vie)
Monitoring environnemental adapté à l'échelle des quartiers, développement d'indices de confort urbain extérieur, modélisation des liens entre morphologie urbaine et consommation énergétique
Intégration des EnR intermittences dans les réseaux (estimation de la ressource, couplage aux systèmes de stockage, contrôle optimal des smart grids)
Amélioration des connaissances sur et formation l'énergie thermique des mers (ETM) et la biomasse
Analyse du comportement dynamique des composants et systèmes énergétiques (performances et évolution)
Application de la chaleur solaire dans l'industrie
Optimisation des systèmes consommateurs d'énergie (piscines, bâtiments)
Analyse de cycle de vie de matériaux, systèmes, composants, bâtiments
Étude des processus de production de bioénergie, notamment de méthanisation, liquide ou solide (comportement dynamique des composants du système, amélioration des performances, mise en oeuvre numérique et expérimentale des modèles)
Collaboration d'outils de simulation numérique de processus multi-physiques
Expertises
- Efficacité énergétique des espaces bâtis et environnement
- Énergie durable
- Mathématiques et applications au bâtiment et à l'énergie
Offres de technologies
Brevet : Paroi complexe végétalisée sur toiture (FR3052018B1)
Thématiques S5
- Risques naturels
Thématiques stratégiques
Energies et transition énergétique
- Réseaux énergétiques intelligents
- Valorisation de la biomasse, du CO2, des déchets
- Stockage de l'énergie
- Transition énergétique, société durable
- Hydrogène / énergie
- Performance énergétique, utilisation rationnelle de l'énergie
- Systèmes thermodynamiques, thermochimiques, électrochimiques
Matériaux, chimie, procédés et produits
- Mécanique des fluides, transport et transfert de chaleur et de masse
- Matériaux bio-sourcés
Technologies clés
- 22 Réseaux électriques intelligents
- 38 Systèmes de rénovation du bâti existant
- 39 Systèmes constructifs à haute qualité environnementale pour le neuf
- 40 Systèmes énergétiques intégrés à l'échelle du bâtiment
Mots clés
- Énergie
- Physique du bâtiment
- Mathématiques appliquées
- Mécanique des fluides
- Transfert thermique
- Urbanisme
- Milieu urbain tropical
- Performance des enveloppe des bâtiments
- Composants innovants du bâtiment
- Énergies intermittentes
- Photovoltaïque
- Prévision du rayonnement solaire
- Stockage d'énergie
- Conversion d'énergie
- Parois ventilées
- Mur trombe
- Toitures végétalisées
- Confort thermique
- Génie de l'habitat
- Bâtiment intelligent
- Habitat intelligent
- Matériaux durables et biosourcés
- Matériaux à changement de phase (MCP)
- Vitrages thermotropes
- Isolation
- Bioénergie
- Biogaz
- Gazéification
- Méthanisation
- Valorisation des déchets
- Micropolluants
- Adsorbants
- Analyse du cycle de vie
- Modélisation
Ecosystème
- Université de La Réunion
- OMNCG
- AERONET
- RFIEA
- AMETH
- TEMERGIE
- APERAU
Partenariats socio-économiques
AGORAH
ADEME
EDF Réunion
Mairie de Saint-Pierre (Direction Aménagement & Développement)
Mairie de Saint-Denis (Direction Développement urbain)
Mairie de Saint-Leu
CIRBAT
TCO
Casud
SIDELEC
SEMADER
Imageen
Intégrale Ingénierie
Leu Réunion
Naval Energies
Green Mascareignes Technologies
Réuniwatt
Partenariats scientifiques
LHyGeS - Université de Strasbourg
Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville - École Centrale de Nantes
LITEN - CEA Grenoble
Institut Charles GERHARDT - Université de Montpellier
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB)
RAPSODEE - École des Mines d'Albi
Laboratoire de Météorologie Dynamique - École Polytechnique
Université d'Australie-Méridionale
Université de Prétoria
Université de Johannesbourg
Liens partenariats scientifiques
Colloques internationaux
SAMO 2016, Eighth International Conference on Sensitivity Analysis of Model Output
OTEC 2017, Ocean Thermal Energy Conversion
Symposium « Solar Energy in Urban Planning meet the experts », 2015
Workshop international « Solar Energy in Urban Planning Parametric modeling design Urban daylight analysis Outdoor environmental analysis », 2015
TransEETer, La Transition énergétique à l'épreuve des territoires, 2017
Exemples de travaux
Étude du vieillissement accéléré des composants et systèmes solaires photovoltaïques et thermiques (2020)
Analyse de la durabilité d'un projet urbain et impacts des projets de rénovation urbaine (2016-2020)
Caractérisation et performance thermique de copeaux de bois comme isolants bio-sourcés (2018)
Développement et caractérisation d'une nouvelle paroi végétalisée innovante légère (2018)
Expérimentations et simulation numériques en vue de la rédaction d'un guide de pose des isolants (2018)
Création de matériau à changement de phase adapté au milieu tropical, simulation et validation expérimentale (2015- )
Optimisation topologique pour les milieux fluides et application aux transferts thermiques (2013- )
Étude numérique et expérimentale des phénomènes photométriques appliqués aux conduits de lumière (2013)
Traitement des micropolluants dans les eaux usées (2017- )
Contrôle de la qualité du biogaz, biochimie et cinétique de la méthanisation (2017-2018)
Modélisation numérique des conditions rhéologiques à l'intérieur d'un digesteur liquide (2018)
Identification de souches de micro-organismes permettant l'augmentation du rendement énergétique de la méthanisation (2019)
Caractérisation de la fraction organique des déchets ménagers et biodéchets, étude de la méthanisation sèche (2016)
Caractérisation et tests de pyro-gazéification de résidus agricoles (2015-2018)
Étude de la variabilité spatio-temporelle des EnR, élaboration de modèles (2016)
Étude technico-économique des systèmes de stockage couplés à des EnR (2015)
Optimisation des systèmes de stockage et de production d'EnR (2013-2016), élaboration de systèmes de contrôle (2016)
Contrôle optimal d'un stockage à air comprimé couplé à un bâtiment à énergie positive incluant une ferme photovoltaïque en toiture (2017-2020)
Identification des facteurs de consommation électrique (2016-2017), analyse de l'adéquation entre politiques nationale et locale et performance des outils de planification (2018)
Bâtiments disposant d'une ventilation naturelle et efficacité du désenfumage dans le cadre de la sécurité incendie (2016- )
Étude numérique des phénomènes de convection thermique dans un canal asymétriquement chauffé et optimisation topologique (2017- )
Analyse des impacts environnementaux des matériaux (ACV, bilan carbonne, gestion des déchets, voies de recyclage)
Détermination d'indices de confort thermique
Simulation de l'infiltration des eaux de pluies contaminées dans les nappes phréatiques (transferts de masse, écoulements, réactions chimiques)
Estimation du potentiel des ressources renouvelables à court et long terme, étude de la variabilité spatio-temporelle
Mise en place de démonstrateurs modèles pour la validation de systèmes de conversion énergétique
Encadrement de thèses CIFRE
Évaluation de projets de recherche
Chef de file sur le volet du bâti tropical S3 La Réunion
Membre du consortium sur le Livre Vert du Bâti Tropical
Projets de recherche
ANR FIABILITE (Fiabilité des modèles et de la simulation des performances énergétiques des bâtiments : fiabilité des codes de simulation thermique et énergétique des bâtiments dans le contexte de bâtiments à basse consommation ou à bilan énergétique annuel positif) (2011-2014)
ANR RESAIN (Techniques d'émulation pour la réduction, l'analyse de sensibilité et l'inversion des modèles de transfert en hydrologie : écoulements et le transport dans les réservoirs souterrains) (2013-2016)
ANR EQUIPEX Durasol (Plateforme de test pour l'étude du vieillissement de systèmes photovoltaïques dans un milieu tropical humide : photovoltaïque, le solaire thermique et le solaire de concentration) (2013-2016)
PRUNEL/ORCHIDEE (Projet de rénovation urbaine du Nord Est Littoral : Outils de Rénovation et de Conception de l'Habitat Intelligent et d'Eco quartiers à Energie Positive En milieu tropical, financé par l'ADEME) : problématique des outils conception de quartiers en milieu tropical en abordant les effets du quartier sur l'îlot de chaleur et sur l'aérologie autour et dans les bâtiments (2017-2020)
TransEEter (Transition écologique à l'épreuve des territoires) : analyse des transformations à l'échelle du territoire, prospective sur les scénarios énergétiques bas carbone et perception de la population (2017)
Energie Thermique des Mers (Etude expérimentale d'un protoype ETM à La Réunion (2011- )
ADEME Solfin (Prévision très court terme de production photovoltaïque) (2013-2016)
TROPIKACV projet PACTE (Application de la démarche d'analyse du cycle de vie à des projets de construction du bâtiments) (2017- )
PEPS (ADEME/FEDER Réunion/EDF) (Etudie des apports et coûts comparés de solutions de stockage centralisé par rapport à une multitude de stockages diffus dans le réseau électrique réunionnais et, la gestion des écrêtements de production ENR ) (2018-2020)
Développement d'un modèle mathématique pour simuler la résistance mécanique et les conditions limites réelles des barrières de protection contre les requins (2016- )
MicroRéseau Mafate (FEDER Réunion) (Expérimentation de réseaux smart and small grids, avec diagnostic de consommation, production d'EnR, stockage d'énergie et optimisation de la micro-grille de distribution) (2017-2020)
MCP-iBAT (FEDER Réunion) (Développement de matériaux à changement de phase produits à La Réunion et adaptés au climat tropical humide) (2019- )
Lien publications
Lien projets de recherche
117 rue du Général Ailleret
97430 LE TAMPON