Groupes programmatiques (GP)

Groupes programmatiques (GP)

by Ancre_Admin
  • Au nombre de 10, ils sont, avec les groupes transverses, les organes fonctionnels de l’Alliance. Ils couvrent un périmètre et un champ disciplinaire précis et sont animés par des animateurs issus de membres fondateurs et associés et dûment mandatés par leurs entités de rattachement et le Président de l’Ancre.
  • Pour fonctionner et répondre aux différentes sollicitations et réflexions, ils s’appuient sur un vivier d’experts identifiés, également dûment mandatés par leur organisme d’origine. Ils peuvent, au besoin, associer des experts en provenance d’autres cercles (alliances, pôles de compétitivité, etc.) ou milieux (industriels, comité stratégiques de filières, etc.).
  • Les missions des groupes programmatiques sont les suivantes :
    • Elaborer des réponses à des sollicitations des pouvoirs publics (MESRI et MTES principalement), acceptées par le comité de coordination, en accompagnement des politiques publiques (SNBC, SNRE, PPE, Neutralité carbone, etc.).
    • Participer à l’élaboration de la programmation de l’ANR et contribuer à l’élaboration des politiques et instruments européens dans le domaine de la recherche pour l’énergie.
    • Conduire des réflexions propres au périmètre thématique couvert par le groupe programmatique, identifiées et retenues par le collectif des experts mobilisés (benchmarks, feuilles de route, identification de défis, analyses de verrous, etc.).
    • Conduire et /ou participer à des réflexions prospectives transverses entre groupes programmatiques ou avec d’autres alliances (Allenvi, Allistène et Athena en particulier), conduite sous la forme de projets.


GP1 – Énergies issues de la biomasse, agriculture

Animateurs :
Monique AXELOS (INRA) monique.axelos@inra.fr – CV 
Daphné LORNE (IFPEN) daphne.lorne@ifpen.fr – CV
Jack LEGRAND (Université de Nantes) jack.legrand@univ-nantes.fr – CV

Le GP1 de l’Ancre a pour objectif d’étudier les potentialités de l’offre en biomasse et des technologies utilisatrices en lien avec la production d’énergie (chaleur, cogénération, biogaz (méthanisation et méthanation), biocarburants). La spécificité est de démarrer toute réflexion à partir de la biomasse, terme générique pour désigner des produits biologiques d’origines diverses (agricole (culture et élevage), forestière, aquatique, les coproduits et effluents des industries de transformation des matières biologiques et les autres déchets organiques).

Les verrous peuvent être d’ordre technologiques, économiques, organisationnels, sociétaux, réglementaires, transversaux. Les procédés de conversion thermochimiques et biotechnologiques de la lignocellulose et de la biomasse algale en biocarburants liquides ou gazeux présentent des verrous technologiques actuellement traités en démonstrateurs ou unités pilotes. D’autres doivent encore être levés pour certains procédés de prétraitement de la biomasse ou de post-traitement des effluents (fumés, boues, cendres, digestats, etc.). Par ailleurs, de nombreuses des filières sont encore confrontées à des verrous organisationnels et économiques d’approvisionnement en biomasses (évaluations de gisement, collecte, conditionnement, logistique) et dans certains cas de réglementation et d’acceptabilité.

Si les performances environnementales de ces filières ne sont plus à prouver, notamment pour lutter contre le changement climatique, il convient néanmoins d’être en mesure d’assurer la durabilité de l’ensemble des pratiques depuis le champ et de disposer d’outils d’aide à la décision opérationnels. Le potentiel de captage du carbone par la biomasse en vue de pouvoir bénéficier d’émissions négatives en faveur du climat reste également à identifier. Ce potentiel de captage du C  devra tenir compte également du cycle de l’azote.

 


 GP2 – Ressources et usages du sous-sol pour la transition énergétique

Animateurs :
Florence DELPRAT-JANNAUD (IFPEN) florence.delprat-jannaud@ifpen.fr – CV
Laurent TRUCHE (Université de Grenoble Alpes) laurent.truche@univ-grenoble-alpes.fr – CV

Le GP2 « Ressources et usages du sous-sol pour la transition énergétique » s’intéresse aux ressources du sous-sol pour la transition énergétique. Le sous-sol est en effet une source d’énergie et de minéraux ainsi qu’un espace de stockage qui apporte des solutions pour la transition énergétique et la mise en place d’une société bas-carbone à horizon 2050.

Les domaines d’expertise du GP2 sont ceux associés aux ressources minérales, aux énergies fossiles, à la géothermie, au stockage souterrain de la chaleur et de gaz à des fins énergétiques (gaz naturel, hydrogène, air comprimé), ou de séquestration géologique du CO2.

Les verrous peuvent être d’ordre scientifiques, technologiques, économiques, organisationnels, sociétaux, ou réglementaires. Ceux-ci sont liés par exemple à la caractérisation des ressources ou des capacités de stockage, à l’optimisation des usages, à la gestion durable et sûre de ces ressources, ou encore aux conflits d’usage.


GP3 – Énergies nucléaires

Animateurs :
Franck CARRE (CEA) franck.carre@cea.fr – CV
Sylvain DAVID (CNRS) sdavid@ipno.in2p3.fr


GP4 – Énergies solaires

Animateurs :
Daniel LINCOT (CNRS) daniel.lincot@cnrs.fr – CV
Vincent ARTERO (CEA) vincent.artero@cea.fr – CV
Pierre-Jean RIBEYRON (CEA) pierre-jean.ribeyron@cea.fr – CV
Fabien CAPON (Université de Lorraine) fabien.capon@univ-lorraine.fr – CV

Le GP4 « Energies solaires » s’intéresse aux technologies existantes ou en devenir pour la conversion de l’énergie solaire, par nature intermittente, en énergie thermique (solaire thermodynamique et solaire thermique) et électrique (photovoltaïque) mais aussi chimique, permettant son stockage long terme, notamment inter-saisonnier, de manière directe (photo-électrochimie, procédés thermocatalytiques solaires et biocarburants 3G) ou indirecte en couplant photovoltaïque et électrolyse, ces quatre approches entrant dans le champ de la photosynthèse artificielle.

Pour toutes ces technologies qui ont vocation à être développées sur des surfaces très importantes de territoire, il s’agit d’augmenter efficacité (pour ne pas entrer en compétition avec l’agriculture vivrière) et robustesse (notamment du fait de l’intermittence de la source solaire) tout en s’assurant de leur impact positif au niveau économique, stratégique et écologique (compétitivité des coûts de production, non-utilisation d’éléments critiques, EROI> 10, etc.).


GP5 – Énergies marines, hydrauliques et éoliennes  

Animateurs :
Chantal COMPERE (IFREMER) chantal.compere@ifremer.fr
Thierry BECUE (IFPEN) thierry.becue@ifpen.fr – CV
Pierre FERRANT (EC Nantes) pierre.ferrant@ec-nantes.fr


GP6 – Transports

Animateurs :
Guillaume USTER (IFSTTAR) guillaume.uster@ifsttar.fr – CV
Christian ANGELBERGER (IFPEN) christian.angelberger@ifpen.fr
Daniel HISSEL (Université de Bourgogne Franche Comté) daniel.hissel@univ-fcomte.fr – CV
Thierry PRIEM (CEA) thierry.priem@cea.fr – CV

La transition énergétique dans les transports routiers offre encore des opportunités de R&D et d’innovations dans le domaine technologique des véhicules dépendant du pétrole. Par ailleurs, les vecteurs énergétiques électricité et hydrogène, ouvrent de nouveaux champs de recherche, tant au niveau de la chaine énergétique embarquée, qu’au niveau de la production et de la distribution pour ces nouveaux vecteurs. Au-delà des mutations technologiques, des gisements en mobilité durable doivent aussi être recherchés du côté de l’évolution des comportements, comme le partage, issu de la consommation collaborative.

C’est pourquoi, en complément d’une approche classique actuelle de recherche axée sur les composants des systèmes de transport, essentiellement les véhicules polyvalents pour la réduction de la consommation énergétique, il apparaît pertinent de l’élargir à une vision globale prenant en compte le véhicule dans son environnement. Le véhicule connecté, coopératif, et demain, automatisé voire autonome, a besoin de différentes infrastructures pour se déplacer, s’alimenter en énergie ou échanger de l’information. Le numérique joue un rôle de pivot par le déploiement de services d’optimisation de flottes, de gestion de trafic et d’aide à l’exploitation, facteurs d’économies d’énergie.

Une approche systémique est donc incontournable dans le domaine des transports, reposant sur le triptyque véhicule-infrastructure-usages dont il s’agit d’étudier les nécessaires interrelations.


GP7 – Bâtiment

Animateurs :
Hervé CHARRUE (CSTB) herve.charrue@cstb.fr 
Etienne Wurtz (CEA) etienne.wurtz@cea.fr – CV
Monika WOLOSZYN (Université de Savoie Mont-Blanc) monika.woloszyn@univ-smb.fr

Le GP7 « Bâtiment » a pour objectif d’identifier les verrous à lever, tant sur les plans scientifiques, techniques, que sociologiques et économiques, pour l’amélioration drastique du bilan énergétique/carbone du secteur de la construction, à l’échelle du bâtiment et de son environnement urbain.

La démarche du GP7 intègre les différents enjeux structurants du secteur de la construction, relatifs à l’énergie et à leur impact sur l’environnement, que sont  :

  • les usages et consommations suivant les différentes applications (chauffage, froid, ventilation, eau chaude sanitaire, éclairage, autres usages de l’énergie) pour les secteurs logement /tertiaire ainsi que plus largement l’efficacité énergétique et les problématique énergie grise/carbone ;
  • la production de l’énergie par l’intégration des Energies Nouvelles et Renouvelables, et son stockage tant électrique que chaleur ou autre, dans des scenarii décentralisé/centralisé ;
  • la gestion de l’énergie du triptyque – Usages, Production, Stockage – qui constitue le nœud de la problématique Energie & Bâtiment, et implique une approche systémique multi-échelles.

A ce titre et au-delà des applications spécifiques du bâtiment tertiaire – logement, que ce soit dans le neuf ou la rénovation, deux échelles principales et imbriquées ont été retenues :

  • celle du bâtiment comme système complexe intégrant les matériaux, composants et équipements  dont le fonctionnement est conditionné à la fois par l’usage qui en est fait et l’environnement dans lequel il s’inscrit (urbain dense, périurbain, rural);
  •  celle plus large du quartier à la ville, intégrant l’aménagement urbain, les différents types de bâtiments et leurs interconnexions via les différents réseaux qu’ils soient de distribution d’énergie, d’eau, de transport, de déchets, mais aussi de mobilité des usagers.

L’analyse des verrous par un pannel d’acteurs académiques, organismes et entreprise, structuré par le GP7 en fonction des problématiques, est conduite sur les plans scientifique, sociologique et économiques technologiques en termes de quantification/pondération des contributions et impacts, et tout autant sur les moyens à mobiliser (base de données, retour d’expérience, démonstrateurs, modélisation/simulation, numérique au sens large). Elle intègre le contexte réglementaire qu’induisent les politiques publiques applicables au bâtiment (sécurité, énergie-environnement, santé, acceptabilité sociale et économie, intégrabilité numérique), auxquelles devront satisfaire les différentes innovations dans leur ensemble, qu’elles soient organisationnelles, techniques, …

Le secteur du bâtiment étant par son poids un acteur majeur de l’équation énergétique et environnementale, cela implique une approche interdisciplinaire et inter thématiques. Le GP7 s’appuie ainsi au sein de l’ANCRE via des liens directs avec les problématiques de mobilité sur le GP6, le GP8 pour l’industrie et l’agriculture, les et sur les différents GP source d’énergie, ainsi que pour les enjeux prospectifs. Et au-delà sur les différents organismes plus spécialisés, impliqués ou non dans les alliances Allenvi, Avisan, Allistène et potentiellement Athéna.


GP8 – Industries

Animateurs :
Jean Michel MOST (CNRS) jean-michel.most@ensma.fr – CV
Laurent FORTI (IFPEN) laurent.forti@ifpen.fr – CV

Le GP8 « Industries et Agriculture » a pour mission d’identifier les verrous scientifiques, techniques voire réglementaires ou sociétaux qui freinent l’émergence de solutions – technologies ou services – permettant d’améliorer l’efficacité énergétique, environnementale et économique des secteurs industriels et agricoles.

En ce qui concerne le secteur industriel, ces solutions peuvent être vues à toutes les échelles. A l’échelle des composants, le groupe s’intéresse entre autre aux besoins pour les échangeurs, les systèmes de séchage ou de production de froid et les fours. A l’échelle des procédés voire de l’usine, l’intégration énergétique est un enjeu de même que l’utilisation accrue d’énergies renouvelables et la flexibilité. Un autre enjeu est la mesure et le pilotage optimisé des procédés. Enfin, les interactions de l’usine avec son territoire et tout particulièrement avec la ville sont aussi un des domaines étudiés par le GP8.

Pour le secteur agricole, le GP8 considère la ferme comme une « usine » qui demande là aussi des actions de R&I à toutes les échelles pour en améliorer l’efficience. Il faut toutefois dans ce domaine prendre en compte le temps de travail de l’agriculteur dont chaque minute est comptée. Le GP8 ne s’intéresse toutefois pas à l’amélioration des semences ou des espèces, domaine pris en charge par d’autres acteurs et notamment l’INRAE ou l’Alliance AllEnvi.

Pour ses travaux, le GP8 s’appuie sur un panel d’experts académiques mais aussi industriels qui se réunissent régulièrement et sur des colloques thématiques qu’il organise ou co-organise.


GP9 – Prospective et économie de l’énergie         

Animateurs :
François KALAYDJIAN (IFPEN) francois.kalaydjian@ifpen.fr – CV
Elisabeth LE NET (CEA) elisabeth.lenet@cea.fr – CV

La mission du GP9 « Prospective et économie de l’énergie » est de coordonner la production de scénarios de transition énergétique. Pour ce faire, il s’adosse sur les trajectoires technologiques construites par les différents groupes programmatiques de l’Alliance ANCRE. Compte tenu des enjeux sociétaux de la transformation énergétique à mettre en œuvre, le GP9 intègre également une approche sociétale s’appuyant sur les sciences humaines et sociales, en interagissant avec l’alliance ATHENA et le groupe prospective de l’alliance AllEnvi.

De nombreuses questions restent ouvertes :

  • Articuler les échelles dans les trajectoires, qu’elles soient temporelles ou spatiales ;
  • Intégrer des ressources et vecteurs énergétiques décarbonés : la conception des modèles devra de plus en plus être conçue pour intégrer de nouvelles ressources (biogaz, biocarburants) et de nouveaux vecteurs (hydrogène, chaleur), y compris leur interopérabilité et leur conversion ;
  • Déployer des approches multidisciplinaires : les scénarios envisagés doivent, au-delà de l’évaluation de leurs conséquences économiques, traiter des questions relatives à leurs impacts en termes d’emplois, de dépenses des ménages, de croissance économique ou d’investissements ;
  • Prendre en compte d’autres dimensions de la transition pour un développement durable (ex. usage des sols, eau, matières, biodiversité, etc.) et gestion des transitions (notamment à l’aide du numérique).

Le GP9 a identifié les priorités d’action suivantes :
Développer un outil permettant de proposer, au niveau français dans un premier temps, des scénarios respectant l’atteinte de la neutralité carbone à l’horizon 2050 et ciblant la question des investissements.
Participer aux réflexions transverses sur « mobilité et ville durable » en traitant notamment les thématiques suivantes :

Définition de critères de durabilité de la ville ; vulnérabilité et adaptation des villes

Analyse de la ville étudiée comme un système (approche organique) avec des réseaux (transport, énergie, etc.), des flux internes (déchets recyclage, couplage bâtiment) et externes notamment en termes de ressources.


GP10 – Réseaux d’énergies et stockage associés   

Animateurs :
Seddik BACHA (Université de Grenoble Alpes) seddik.bacha@g2elab.grenoble-inp.fr – CV
Michel LATROCHE (CNRS) Michel.latroche@icmpe.cnrs.fr – CV
Frédéric WURTZ (CNRS) frederic.wurtz@g2elab.grenoble-inp.fr – CV
Marc CLAUSSE (INSA de Lyon) marc.clausse@insa-lyon.fr – CV
Valérie SAUVANT-MOYNOT (IFPEN)  valerie.sauvant@ifpen.fr – CV
Franck BOURRY (CEA) franck.bourry@cea.fr – CV

Experts :
Marie-Cécile ALVAREZ (Grenoble INP) Marie-Cecile.Alvarez@g2elab.grenoble-inp.fr

Les Grandes lignes thématiques du GP10 « Réseaux d’énergies et stockages associés » couvrent le stockage de l’électricité, le stockage de la chaleur et du froid  (court-terme, journalier, inter saisonnier, etc.), la production, le transport et le stockage d’hydrogène, les réseaux d’énergie munis de stockages flexibles et résilients, les interactions et interdépendances des réseaux d’énergies et les stockages associés (réseaux multi-énergies, Power-to-X & X-to-Power via les réseaux), l’intégration aux réseaux et la gestion de systèmes de stockage possiblement hybridés, de sources de production renouvelables ou de récupération, intermittentes et variables, distribuées ou non, de systèmes de conversion permettant de passer d’un vecteur énergétique à l’autre, recoupement avec les réseaux multi-énergies, de véhicules électriques (ou flottes), pouvant être bidirectionnels (V2G) et de charge pouvant fournir de la flexibilité pour le système énergétique.

Les verrous scientifiques et technologiques étudiés par le GP10 portent sur :

  • La densité d’énergie et de puissance des systèmes de stockage,
  • Les coûts élevés des systèmes de stockage électriques,
  • Les matériaux, procédés de mise en œuvre, thermique, sûreté et gestion des batteries, les coûts de production et durée de vie, diagnostic et seconde vie,
  • Les nouveaux matériaux d’électrodes et d’électrolytes pour supercondensateurs,
  • Les matières premières critiques, écoconception, recyclage, gestion des impacts environnementaux,
  • Le développement d’interfaces communicantes entre réseaux ; standardisation portée en partie par des approches ouvertes et « open-sources »,
  • L’acceptabilité sociale, modélisation/observation du comportement et des flexibilités possibles pour les acteurs des échelles individuelles aux échelles globales,
  • Les nouvelles solutions techniques pour la collecte et le partage des données : des échelles individuelles en gérant les contraintes juridiques (RGPD) aux données macroscopiques open-data,
  • Les systèmes et réseaux d’énergie à l’interface des enjeux sociaux, économiques et territoriaux :
  • Emergence des consommateurs/producteurs des échelles individuelles aux échelles collectives (autoconsommation collectives, communautés énergétiques, coopératives).
  • Emergence des échanges pair à pair d’énergie des circuits courts à des échelles nationales ou trans-nationales : vers un internet de l’énergie ?
  • De la valorisation locales des énergies renouvelables à la mutualisation globale.
  • Nouveaux équilibres et synergies spatiales et temporelles entre production/consommation/flexibilité qui eux-mêmes peuvent être locaux/décentralisés versus globaux/centralisés.
  • Les comportements non linéaires, rareté de modèles communicants entre disciplines scientifiques,
  • Les algorithmiques de gestion temps réel adaptés. Optimisation du dimensionnement et du pilotage de systèmes énergétiques incluant un fort taux d’ENR&R intermittentes et variables,
  • La gestion des incertitudes associées à la production EnR&R intermittentes et variables (et à la demande),
  • La problématique V2X en prenant en compte l’environnement sociétal
  • Le Power-to-heat/gas & Heat/Gas-to-Power : efficacité des systèmes de conversion et de la chaîne énergétique, co-pilotage et co-conception optimale des réseaux (exemple typique : boucle tiède avec PAC chez l’utilisateur).

Les priorités dans le périmètre thématique du GP10 sont :

  • Hydrogène bas carbone, dispositifs de stockage à différentes échelles et hybridés,
  • V2G pour nouveaux services réseaux et intégration de renouvelables,
  • PSP à vitesse variable pour l’intégration du renouvelable et les nouveaux services réseaux,
  • Dimensionnement et pilotage de systèmes énergétiques incluant un fort taux d’EnR intermittentes et variables : gestion des incertitudes, optimisation temps réel, etc.,
  • Gestion des incertitudes associées à la production d’énergie finale à partir de sources d’EnR intermittentes et variables, prise en compte des producteurs distribués,
  • Stockage thermique intersaisonnier pour les réseaux de chaleur et de froid : méthodes d’évolution des potentiels, design optimal, intégration dans la chaine énergétique & pilotage intelligent,
  • Outils de simulation et d’optimisation des phases de conception/planification aux phase d’exploitation anticipative et réactive dont une part en open-source pour créer des dynamiques de transparence, de collaboration et d’interopérabilité entre systèmes et acteurs.
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