Électrification des usages

L’électrification des usages, tels que les transports, le chauffage, la climatisation, certains procédés industriels et de nombreux autres domaines, peut jouer un rôle clé pour atteindre les objectifs ambitieux de réduction des émissions de GES et ainsi limiter le réchauffement climatique, en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles et en favorisant une utilisation plus efficace de l'énergie. Le programme d’investissement d’avenir « France 2030 » y consacrera 54 milliards d’euros sur les cinq ans à venir. 

Le projet phare du CARNOT M.I.N.E.S « électrification des usages » mobilise les moyens de ressourcement scientifique du programme Carnot pour traiter des questions scientifiques et technologiques liées à l’électrification des usages.  

Il permet la fédération d’une quinzaine de laboratoires, centres ou instituts pour mener, sur la période 2023-2026, 14 activités de recherche et d’analyse scientifiques à différents niveaux de la chaine de valeur de l’industrie engagée dans l’électrification des usages : des matériaux recyclés ou de sources alternatives pour de nouveaux composants nécessaires à la transition, à l’organisation des marchés pour la pompe à chaleur, en passant par des questions relatives à la sécurité des moyens de stockage de l’énergie et à l’utilisation de ces derniers pour intégrer les sources variables et non commandables d’énergie renouvelable bas-carbone.

Axe 1. Les matériaux pour des composants nécessaires à la transition électrique

• Recyclage Écoresponsable des Copeaux de Ti6Al4V issus de l’Aéronautique: décontamination et valorisation durables et respectueuses de l'environnement du titane pour des applications telles que la catalyse ou les batteries par association avec un autre métal (Li) (Centres RAPSODEE et Institut Clément Ader -- IMT Mines Albi, en collaboration avec la Région Occitanie)

• Membranes composites pour la conversion électrochimique (Centre PERSEE - MINES Paris - PSL)

• Mise au point d’alliages biopolymères conducteurs électriques à morphologie contrôlée (Laboratoire Polymères Composites et Hybrides - IMT Mines Alès et CEMEF - MINES Paris – PSL)

• Optimisation des propriétés de composants aluminium pour des applications aéronautiques et / ou hyperfréquences fabriqués par procédé de fusion laser lit de poudre. (Centre SMS, LGF - Mines Saint-Etienne et STICC - IMT Atlantique)

• Jumelage numérique pour le suivi temps réel de l’état de santé des structures composites contrôlées par émissions acoustiques (Centre des Matériaux - MINES Paris - PSL et CERI Matériaux et Procédés - IMT Nord Europe)

• Étude du rôle des batteries Lithium-ion sur les départs de feu dans les centres de stockage/tri de DEEE. (Laboratoire Polymères Composites et Hybrides - IMT Mines Alès)

Axe 2. Le stockage d’énergie pour l’optimisation de l’intégration des énergies renouvelables dans le système électrique

• Approche systémique pour la conception et le dimensionnement optimaux des systèmes énergétiques décentralisés en présence du vecteur hydrogène (Centres RAPSODEE et Génie Industriel – IMT Mines Albi, en collaboration avec la Région Occitanie)

• Optimisation d’un procédé de stockage d’énergie par compression et détente d’air quasi isotherme par piston liquide (Isothermal-CAES) appliqué au stockage d’énergie résidentiel couplé à une production photovoltaïque locale (Laboratoire GEPEA - IMT Atlantique)

• Modélisation multi-physique, multi-échelle et multi-temporelle des réseaux électriques en présence de véhicules électriques et d’énergies renouvelables. InterCarnot Carnot M.I.N.E.S et Energies du Futur VE4FLEX (Centre PERSEE - MINES Paris - PSL et G2Elab - Uni Grenoble Alpes)

Axe 3. L’électrification de procédés 

• Procédés hybrides électrique/combustion/H2 (outil d'architecture d'hybridation + cas d'application) (Centre Efficacité Energétique des Systèmes - MINES Paris – PSL)

Axe 4. Le questionnement scientifique sur la pertinence, les limites et les difficultés à venir de l’électrification des usages

• Électrification & Matériaux : quantification de l’impact de l’électrification des usages sur l’utilisation des matériaux critiques (Centres PERSEE et GEOSCIENCES - MINES Paris – PSL)

• Validation d’une méthode de prospective environnementale prenant en considération l’évolution des risques NATECH dans le secteur de l’électrification des usages (Centres O.I.E. et CRC - MINES Paris – PSL)

• Électrification des usages : Cristalliser une vue commune de la recherche sur la mobilité électrique (batterie, impacts sur le réseau électrique, analyse de durabilité, etc.). Action de recherche entre L'institut TTI.5 et le projet Fédérateur Carnot M.I.N.E.S. (Centre des Matériaux et Centre de Sociologie de l’Innovation - MINES Paris – PSL)

• Compréhension de l’organisation des marchés de la pompe à chaleur pour la transition et l’électrification des usages (Centre de Sociologie de l’Innovation - MINES Paris – PSL)

Nom et coordonnées du responsable du projet

Pr Philippe BLANC

Directeur de Recherche Mines Paris – PSL

Centre Observation, Impacts, Energie, Mines Paris – PSL

Campus Pierre LAFFITTE, 1 Rue Claude DAUNESSE

CS 10207, 06 904 Sophia Antipolis Cedex

Courriel : philippe.blanc@minesparistech.psl.eu

Mob. : +33 6 60 65 01 50