Energy Lab, est une unité de recherche qui s'est spécialisée dans l'optimisation de systèmes énergétiques, solaires ou intermittents intelligents , sous l'angle de l'optimisation de cette ressource, tant en termes de conversion que de gestion des systèmes de stockage et de distribution. Cette orientation progressive s'est opérée après de nombreux développements expérimentaux en lien avec les procédés sucriers (évaporation et cristallisation), les technologies micro-ondes et les radiopiles. Aujourd'hui, des chercheurs en énergétique, électronique, télécommunications et physique de l'environnement animent cette équipe.
Depuis sa création, son ancrage dans la recherche autour de problématiques énergétiques (Transport d'Energie sans Fil, optimisation énergétique de procédés industriels, optimisation des systèmes énergétiques intelligents). Avec la convergence de ses activités, opérée à partir de 2010, le projet de l'unité s'est recentré autour de la gestion des énergies renouvelables, et du gisement solaire en particulier, plaçant la mesure physique, la métrologie, l'instrumentation, l'étalonnage et le contrôle de la qualité au centre de ses actions.
Les opérations scientifiques sur lesquelles l'unité s'est positionnée sont :
- des réalisations expérimentales concrètes et des bancs d'essai favorisant la constitution de bases de données originales de type Big Data avec haute disponibilité pour la communauté, les interactions disciplinaires entre les différents champs de la recherche finalisée.
- des réalisations de simulations favorisant l'apport de nouvelles solutions technologiques intégrant le contexte du changement climatique et l'émergence de systèmes énergétiques adaptés à leur environnement.
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M. Michel Benne
Directeur
permanent à La Réunion
Post-doctorants
Offre de services
Mesure physique, production de données de mesures, analyse de données, notamment dans les champs :
- métrologie solaire in-situ à La Réunion et sur plusieurs îles (Comores, Maurice, Madagascar, Seychelles)
- bancs d'essai en laboratoire sur la Pile à Combustible
- réseaux de capteurs sans fil en laboratoire et en milieu ouvert extérieur à La Réunion
- rectenna en laboratoire, de réalisation de circuits intégrés CMOS avec le GIP CNFM/CMP
- l'Internet des Objets et le bas débit (plateforme Lora)
Mise à disposition de stations mobiles sur demandes ou projets (basée sur 1 pyranomètre 2 en 1 SPN1 (Delta-T Devices) et 1 multicapteur météorologique WXT520 (Vaisala)
Activités d'expertise (Assistance à maîtrise d'ouvrage)
Co-encadrement de thèse avec un industriel
Expertises
L'unité est structurée en trois opérations scientifiques (OS) :
-Gisement Solaire : variabilité à La Réunion et en zone tropicale, métrologie et modélisation (prévision à J+1 et évolution à une échelle régionale de 10 km),
-Stockage et conversion de l'énergie : systèmes Pile à Combustible (PàC) et hybridation, à partir de systèmes à membranes échangeuses de protons,
-Optimisation énergétique de réseaux de capteurs, par la mise en oeuvre de circuits intégrés CMOS pour la récupération d'énergie haute fréquence et le développement de protocoles de communication visant à minimiser cette consommation.
Le module autonome avec récupération d'énergie ambiante, utilisation des IoT (Internet of Things) au sein de réseaux à bas débit fait également partie des principaux domaines de recherche du laboratoire.
Offres de technologies
Dispositif d'émission d'ondes hyperfréquences synchronisé (MAGNETRON)
Offres de valorisation
L'offre de valorisation vient répondre aux problématiques suivantes :
Comment caractériser la variabilité du gisement solaire et du climat dans la zone ocean indien ?
Comment extraire l'information et prédire les flux d'énergie à partir de l'agrégation de données massives multi-échelles ?
Comment optimiser la répartition de puissance et la gestion de l'énergie entre les systèmes sources et multi stockages à l'échelle de micro réseaux urbains ?
Comment améliorer la fiabilité, augmenter les performances et la durée de vie et diminuer le coût de systèmes PàC et électrolyseurs à membranes ?
Comment optimiser la topologie et les protocoles de communication de réseaux d'actionneurs et de capteurs sans fil pour la gestion de l'information et de l'énergie à l'échelle de micro réseaux urbains ?
Comment optimiser la récupération de l'énergie environnante pour l'alimentation de réseaux d'actionneurs et de capteurs sans fil multi échelles ?
Quelle offre énergétique, quelles technologies et quelles innovations pour gérer la pénurie à La Réunion et dans les îles de l'Indianocéanie ?
Quelle structuration de la chaîne de l'innovation mettre en place à La Réunion, et dans les îles de l'Indianocéanie, pour faire des entreprises, de l'industrie et des organismes de recherche et de recherche-développement, les acteurs d'une économie circulaire au service d'une société écologique à la croissance intelligente, durable et inclusive ?
Thématiques S5
- Risques naturels
- Aménagement et bâti tropical
- Systèmes énergétiques en ZNI
Thématiques stratégiques
Energies et transition énergétique
- Réseaux énergétiques intelligents
- Stockage de l'énergie
- Transition énergétique, société durable
- Performance énergétique, utilisation rationnelle de l'énergie
Technologies clés
- 42 Solaire photovoltaïque
Mots clés
- Énergie
- Gisement solaire
- Stockage d'énergie
- Conversion d'énergie
- Réseaux de capteurs
- Micro-réseau
- Métrologie solaire
- Étalonnage
- Pile à combustible
- Photovoltaïque
- Stockage massif de données
- Capteurs sans fil
- Rectenna
- Internet des objets
- Métrologie thermique
- Métrologie RF et HF
- DAQ National Instruments
- DAQ Campbell Sci
- Modélisation multiphysique
- Optimisation
- Contrôle Commande
- Stockage de données massives (Data WareHouse)
- Réseaux de capteurs sans fil connectés
Partenariats socio-économiques
Electricité de France (EDF systèmes insulaires, La Réunion)
Météo-France (service Etudes et Climatologie, La Réunion)
Ile de La Réunion Tourisme (IRT)
Société Immobilière du Département de la Réunion (SIDR)
CEGELEC La Réunion (spécialisée dans le secteur d'activité des travaux d'installation d'équipements thermiques et de climatisation)
Partenariats scientifiques
Biogéosciences (Centre de Recherche de Climatologie, UMR, Dijon)
FEMTO-ST (équipe Systèmes hybrides et systèmes pile à combustible, éq. Pronostic & health management, Fédération FCLAB, Belfort)
LEPMI (équipe Electrochimie Interfaciale et Procédés, Labex CEMAM, Grenoble)
PPrime (équipe Electro uidique dynamique, Labex INTERACTIFS, UMR, Poitiers) - Labex Interactifs
Electrochemical Innovation Lab (University College London, Londres)
LCIS (équipe Sécurité et sûreté dans les systèmes embarqués et systèmes pervasifs, EA, Grenoble)
LEAT (équipe Conception et Modélisation d'Antennes, UMR, Sophia-Antipolis)
L'Institut de Microélectronique Electromagnétisme et Photonique et le laboratoire d'Hyperfréquences et de Caractérisation (IMEP-LaHC) - (UMR CNRS/Grenoble INP/UGA/Université de Savoie)
Laboratoire d'électronique et des Technologies de l'information (LETI) - (Sfax, Tunisie)
Liens partenariats scientifiques
http://climatologie.u-bourgogne.fr/
https://lepmi.grenoble-inp.fr/fr/equipes/eiphttps://lepmi.grenoble-inp.fr/fr/equipes/eip
https://www.ucl.ac.uk/electrochemical-innovation-lab/research
https://imep-lahc.grenoble-inp.fr/
Colloques internationaux
Conférence internationale IEEE RADIO 2016 - 14th BSRN Scientific Review and Workshop à Canberra (Australie)
Radio and Antenna Days of the Indian Ocean, 25-28 septembre 2017, Cape Town (Afrique du Sud)
IEEE Wireless Telecommunications Symposium (WTS 2016), 18-20 avril 2016, London (Royaume-Uni)
Exemples de travaux
Première simulation du changement climatique à l'échelle régionale dans le sud-ouest de l'océan Indien à l'horizon 2100 sur la variabilité du rayonnement solaire avec un modèle régional de climat.
Cartographie mensuelle climatologique du rayonnement solaire globale à La Réunion avec une résolution de 250m à partir des données satellites CMSAF.
Développement d'un outil : application GEOSUN (réseau de capteurs solaires et météorologiques en quasi temps réel) disponible sur smartphone permettant une simulation en temps-réel
Newsletter : Kipp & Zonen, leader mondial dans la mesure de rayonnement solaire
Plateforme GitHub développée pour le suivi et le versionnage des codes, non sensibles
Contribution à la création d'une spin-off à La Réunion: XPRIM
Réseau Lora sur le site de la Ravine Blanche : projet éco-quartier pour les données météorologiques
Accompagnement de projets incubés par la Technopole de la Réunion
Développement d'un modèle théorique original d'équations de bilan de masse adimensionnel pour la modélisation de la quantité d'eau et de la sur-tension au sein d'une membrane d'une PàC
Un algorithme de fonctionnement robuste de type machine d'état : s'appuyant sur des données locales mesurées (venant du système embarqué), des données multi-sites (venant de Cassandra), des prévisions et des données statistiques venant de la base de données.
Thèse CIFRE en cours en collaboration avec un industriel français (ENTECH SE) et le CEA sur l'optimisation croisée du dimensionnement des sources, de l'architecture de distribution, et du plan de protection pour un micro-réseau 100% renouvelable avec une forte intégration d'EnR intermittentes.
Projets de recherche
REACT : Renewable energy for self-sustainable island communities (Horizon2020) 2019 - 2020
GYSOMATE : Gestion dYnamique, Supervision et Optimisation de Micro réseaux pour l'Autonomie du Territoire en Energie électrique (FEDER) 2017 - 2020
SWIO IOS-net : Réseau de métrologie solaire terrestre en Indianocéanie en quasi temps réel (FEC COI et FEDER) 2017 - 2020
CARERC : CARtographie Electromagnétique par Réseaux de Capteurs (FEDER) 2017 - 2020
SYSPACREVERS : Concept innovant de pile à combustible réversible pour la conversion et la production de l'énergie électrique solaire stockée via le vecteur Hydrogène (FEDER) 2014 - 2020
GEOSUN : projet scientifique et technologique de coopération régionale entre l'Afrique du Sud et La Réunion, à l'initiative du LE2P et des villes portuaires, Le Port et Durban. le LE2P a établi des partenariats avec des équipes de recherche des pays voisins en vue de démarrer un réseau au sol de cartographie solaire sur la zone Ouest de l'Océan Indien.
Université de La Réunion, 15 avenue René Cassin
UFR Sciences et Technologies (Batiment S1-Dernier étage) CS 92003
97744 SAINT-DENIS