L'ambition que poursuit I-Tésé est de développer et de partager une vision systémique de l'économie et de la soutenabilité de la transformation des systèmes énergétiques nécessaire pour atteindre la neutralité carbone.
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Cette vision nécessite de développer une compréhension fine de trois dimensions clés que sont les usages et modes de consommation de l'énergie dans un monde neutre en carbone, les technologies de production et de stockage des énergies décarbonées et les ressources à mettre en œuvre, et d'appréhender les interfaces multiples entre ces dimensions à l'intérieur d'un cadre de gouvernance législatif et réglementaire.
Nous souhaitons parvenir à cette vision systémique :
Nos Focus Thématiques :
Technologies :
Le parti pris d'I-Tésé est de se focaliser sur un nombre restreint des technologies de production et de stockage d'énergie décarbonée, en retenant celles qui sont au cœur des travaux menés par les équipes du CEA, tout en ayant une veille sur les autres. Au travers de ces focus technologiques et de cette veille, I-Tésé sera en mesure de développer et d'alimenter une vision système intégrant les données propres au CEA, donnant ainsi un éclairage singulier sur l'économie de différentes trajectoires envisageables pour la transformation des systèmes énergétiques.
Nous proposons un focus autour de 6 axes technologiques :
Ressources de la transition énergétique
Les travaux menés par I-Tésé autour du cycle nucléaire (amont et aval) ont permis d'acquérir une connaissance fine de la gestion de la ressource uranium et du cycle des combustibles (UOX et MOX), et aussi de développer des outils et des méthodes telles que la modélisation en dynamique des systèmes. Nous chercherons à répliquer l'approche en dynamique des systèmes pour réaliser des analyses portant sur d'autres ressources clés pour la transition énergétique.
Nos 2 thématiques de recherche sont donc :
Demande et modes de consommation
Les besoins, usages, modes de consommation de l'énergie ont radicalement changé depuis la révolution industrielle, avec une consommation toujours plus forte d'énergie et une corrélation marquée entre cette utilisation croissante, le développement économique et l'accroissement du niveau de vie général. Jusqu'à récemment, les limites envisagées à la croissance de la demande d'énergie étaient plutôt liées à des craintes de pénurie au niveau de l'offre de ressources fossiles. Mais l'évolution des modes de vie et de consommations, l'apparition de nouvelles technologies et la transformation radicale de certaines industries, pourraient également très fortement impacter la demande d'énergie et les caractéristiques de cette demande.
À titre d'exemple, la fourniture continue d'électricité par le réseau fait partie des acquis dans les pays développés, alors que de nombreuses populations dans le monde n'y ont pas accès. L'acceptabilité de délestages massifs et réguliers pourrait-elle évoluer, modifiant ainsi radicalement le dimensionnement des systèmes ?
Sur ces sujets, comme sur tant d'autres, il nous parait important de pouvoir mieux appréhender les attentes et contraintes futures. Nous proposons de le faire en nous appuyant sur le domaine des Sciences Humaines et Sociales, par des rapprochements avec des équipes de recherche dans ce domaine, notamment en sociologie et géopolitique
Nous avons donc une thématique de recherche spécifique sur le sujet.
Demande et modes de consommation
Gouvernance et design de marché
Depuis leur ouverture à la concurrence, les marchés électriques n'ont jamais été confrontés à un tel besoin d'investissements nécessaires pour réussir la transition vers la neutralité carbone.
Si l'organisation actuelle du marché électrique en France et en Europe permet de rémunérer le fonctionnement des moyens de production existants, elle semble dans l'incapacité de délivrer les bonnes incitations pour que se réalisent les investissements de long terme nécessaires. Des reformes de ces designs de marché sont indispensables. Elles modifieront à la fois le cadre réglementaire et l'organisation des marchés. Selon leur nature, elles influenceront différemment les investissements et le déploiement des nouvelles technologies et donc l'évolution du système électrique.
I-Tésé mène un travail de veille et d'analyses des travaux universitaires, des propositions des acteurs de marché pour anticiper les évolutions possibles et faire le cas échéant des propositions.
Les outils
I-Tésé a pour ambition de se doter d'une « boite à outils » composée de modèles numériques, de jeux de données et d'information (une base de connaissance) et de méthodes d'analyse, qui constitue le socle de l'Institut pour mener ses travaux.
Les modèles numériques :
Les modèles numériques pour appuyer la vision transverse sont clés pour la réussite des ambitions de l'I-Tésé. La capacité à prendre en main et à faire évoluer des outils, en y intégrant les données « propriétaires » dont dispose le CEA, permettra de bâtir et de tester des scénarios pour les clients internes et externes, et de contribuer aux feuilles de route du CEA en estimant la valeur que peuvent capter/créer les technologies en développement.
I-Tésé a fait le choix de monter en compétence sur trois outils clés :
- TIMES, permettant une vision multi-vecteurs et multi-usages
- OPERA, approchant ces mêmes items par une approche en dynamique des systèmes centrée sur la France,
- ANTARES, outil permettant une représentation des systèmes électriques sur un pas horaire.
Bases de connaissances :
Disposer de jeux de données pertinents et d'une veille organisée et mutualisée pour appuyer nos modélisations numériques est un prérequis indispensable à l'établissement d'une vision systémique, à la construction de scénarios et au travail sur les feuilles de route. Pour ce faire, I-Tésé a mis en place
un projet pour la création et l'alimentation d'une base de données Tech-Eco et Environnementales sur l'Énergie
un projet qui a pour ambition de doter la Direction de Programmes des Energie du CEA d'un processus de veille technico-économique associé à un système de référencement permettant la capitalisation et le partage des informations de technico-économie pertinentes, et nécessaires pour positionner le CEA en tant que référent en analyses de scénarios de transition énergétique
Méthodes
Le développement méthodologique est un des axes du programme d'I-Tésé. La finalité retenue n'est pas de développer des méthodes génériques, mais de capitaliser sur les méthodes mises en œuvre pour différents projets avec des industriels comme l'analyse multicritère et/ou avec des partenaires académiques et autres organismes de recherche.
Outils