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Prospective modeling of the decarbonization of the European power system : challenges for an environmentally sustainable and socially acceptable electricity production
No full textLe système électrique est au cœur de la lutte contre le changement climatique à cause de sa dépendance actuelle aux énergies fossiles mais également de sa capacité à décarboner des usages grâces à l'électrification. L'Europe vise à atteindre la neutralité carbone en 2050, objectif qui s'applique également au système électrique. Cet objectif implique des changements importants avec la sortie des technologies basées sur les combustibles fossiles mais également l'intégration des énergies renouvelables variables. Les conséquences dépassent les seuls aspects technico-économiques car ces transformations ont un impact sur l'acceptation sociale ainsi que la soutenabilité environnementale du système électrique.Cette thèse vise à explorer les moyens d'action permettant d'atteindre une production d'électricité à la fois socialement acceptable et environnementalement soutenable. L'analyse repose sur l'adaptation de ces concepts au système électrique à partir du modèle eTIMES-EU. Ce dernier appartient à la famille des modèles TIMES, modèles de type bottom-up reposant sur l'optimisation linéaire, permettant de prendre en compte les contraintes techniques en liens avec la production d'électricité. Cette thèse propose de compléter l'analyse technico-économique en considérant les aspects sociaux et les impacts environnementaux, elle s'articule autour de quatre axes.Le premier axe porte sur la prise en compte de l'emprise au sol du système électrique comme métrique intermédiaire permettant de prendre en compte l'acceptation sociale. Le deuxième axe examine l'évaluation de la soutenabilité environnementale de la production d'électricité à l'aide des outils d'analyse de cycle de vie et du cadre des limites planétaires. Le troisième axe analyse la faisabilité et les défis liés aux échanges d'hydrogène vert entre l'Afrique du Nord et l'Europe. Le quatrième axe, de nature plus exploratoire que les précédents, s'intéresse à la prise en compte de la justice énergétique dans le modèle en prenant pour exemple la décentralisation de la production d'électricité.The electricity system is at the core of addressing against climate change due to its current reliance on fossil fuels but also its ability to decarbonize various sectors through electrification. Europe aims to achieve carbon neutrality by 2050, a goal that also applies to the electricity system. This target necessitates significant changes, including the phasing out of fossil fuel-based technologies and the integration of variable renewable energy sources. The implications extend beyond mere techno-economic aspects, as these transformations impact both social acceptance and the environmental sustainability of the electricity system.This thesis aims to explore pathways to achieve electricity production that is both socially acceptable and environmentally sustainable. The analysis relies on adapting these concepts to the electricity system using the eTIMES-EU model. This model belongs to the TIMES family, bottom-up models based on linear optimization, which consider the technical constraints related to electricity generation. This thesis seeks to complement the techno-economic analysis by considering social dimensions and environmental impacts, structured around four main axes.The first axis focuses on incorporating the land footprint of the electricity system as an intermediate metric to account for social acceptance. The second axis examines the assessment of the environmental sustainability of electricity generation using life cycle assessment tools and the planetary boundaries framework. The third axis analyzes the feasibility and challenges of green hydrogen trade between North Africa and Europe. The fourth axis, more exploratory in nature than the previous ones, addresses the integration of energy justice into the model, using the decentralization of electricity generation as a case study
Flexibility and long term interactions in multi-energy systems : a techno-economic analysis of new gas and electricity technological pathways in France
No full textAu cours de la dernière décennie, nous avons pu assister à l’expérimentation de plusieurs nouvelles filières pour contribuer aux objectifs nationaux de décarbonation du système énergétique français : biométhane, méthane de synthèse produit par du Power-to-Gas, hydrogène, Capture et Séquestration du Carbone (CSC)… Dans quels contextes ces filières pourraient-elles se développer ? Quelles seraient le cas échéant leurs perspectives de compétition/coopération ?Ce travail de thèse évalue le positionnement de ces nouvelles filières technologiques au sein des systèmes gaz et électrique. Il propose une estimation technico-économique des choix de long terme à l’horizon 2050 dans le cadre d’un paradigme d’optimalité. L’analyse de l’équilibre offre-demande pluriannuel est complétée par celle des dynamiques de production à une échelle intra-journalière et des enjeux de flexibilité associés.Pour ce faire, le modèle TIMES-FR-GAZEL développé dans cette thèse décrit le couplage des systèmes gaz et électrique à travers une représentation explicite des chaînes technologiques. Il permet une optimisation conjointe des deux systèmes sous contraintes environnementales.A l’aide de ce modèle, le positionnement des nouvelles filières gazières et électriques en France est étudié en prenant en compte les trajectoires pour parvenir à l’horizon 2050. Les analyses sont réalisées sur la base de scénarios de demande finale qui intègrent des jeux d’hypothèses contrastés concernant la disponibilité des technologies, les stratégies de décarbonation et la demande.Over the past decade, several new technological pathways have been experimented with a view to reaching national decarbonization targets in France. These include biomethane, synthetic methane from Power-to-Gas, hydrogen, and Carbon Capture and Sequestration (CCS). The potential contributions of these technologies could make it more difficult for stakeholders and public authorities to choose the appropriate solution. In what contexts could these technologies be developed and what are their potential competition/cooperation perspectives?This research analyzes the role of these new technological pathways within the French gas and electricity systems. We propose a long-term, techno-economic assessment of the options at a 2050 horizon applying an optimal paradigm. We analyze the systems balance over several years while addressing the issue of intraday flexibility constraints.To this end, the bottom-up TIMES-FR-GAZEL model has been developed in order to study joint gas and electricity systems optimization with explicit representation of technologies (biomethane production, Power-to-Gas, CCS, etc.).This model allows us to embed trajectory constraints to reach the 2050 horizon. Assessments are conducted based on final energy demand scenarios with contrasted hypotheses on technology availability, decarbonization strategies and energy demand
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
No full textThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
No full text“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
EV-STEP :Sustainable Technology and Economic Pathways for electrified mobility systems in EU-27 by 2030
No full textInternational audienc
La modélisation comme démarche d'investigation du long terme des systèmes énergétiques
No full textCe mémoire de recherche revient plus spécifiquement sur mes activités de recherche. Il est divisé en deux parties. La première décrit mon parcours académique. La seconde propose une synthèse de mes travaux de recherche et quelques perspectives. Elle vise à illustrer, pour diverssujets, comment la modélisation et l’amélioration des modèles formels peuvent être comprises, en elles-mêmes, comme outils structurants d’une démarche d’investigation
Modélisation MARKAL pour la planification énergétique long terme dans le contexte français
No full textIn a global energy context characterized by increasing environmental and resource availability constraints, the adjustment potential offered by energy technologies is among the most promising options in the long term. Long term energy models are then precious supports for quantitative assessment of alternative energy scenarios. Among them, MARKAL type models are particularly suited to evaluate future technical choices. Based on an explicit description of existing and future supply and demand technologies, this modelling approach computes an optimal technical structure under various constraints. In this thesis we realise a set of prospective energy models dedicated to the French energy system and we propose a new approach to enhance the classic description of electric systems in MARKAL. The proposed enhancements deal with the need for flexibility for load following, and with the impact of wind power production on power plant selection. The modelling work includes a flexible electricity model, a multiregional west European electricity model and a global model of the French energy sector.Dans une problématique énergétique marquée par des contraintes environnementales et de disponibilité des ressources primaires croissantes, le potentiel d'ajustement offert par les technologies fait partie des leviers les plus prometteurs sur le long terme. Les modèles de prospective énergétique constituent alors des supports précieux à l'analyse chiffrée de scénarios énergétiques alternatifs. Pour l'évaluation des choix technologiques futurs, la modélisation de type MARKAL s'avère particulièrement adaptée. Elle détermine une structure technologique optimale sous diverses contraintes, à partir d'une représentation explicite d'un ensemble d'options techniques actuelles et futures pour l'offre et la demande d'énergie. Dans cette thèse nous réalisons une série de modèles de prospective énergétique pour le système énergétique français et nous proposons une nouvelle approche pour améliorer la représentation classique des systèmes électriques dans MARKAL. Les améliorations proposées portent sur le besoin de flexibilité pour le suivi de la courbe de charge, et sur l'impact de la production éolienne sur les choix de moyens de production. Le travail de modélisation effectué comporte un modèle électrique flexible, un modèle électrique ouest européen multirégional, un modèle global du système énergétique français
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