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Conception Optimale des Réseaux de Ressources pour le Développement des Pars Eco-Industriels

Mousqué, Florent. Conception Optimale des Réseaux de Ressources pour le Développement des Pars Eco-Industriels. PhD, Génie Industriel, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2021

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Abstract

Dans le contexte sociétal et écologique actuel, il devient urgent de reconcevoir nos systèmes industriels de manière à ce qu’ils puissent concilier gains économiques et respect de l’environnement. C’est précisément la vocation des parcs éco-industriels (EIP) qui reposent sur le fait de rassembler différentes industries au sein d’un même site. Cette proximité permet aux industries de créer un réseau afin d’optimiser l’usage de leurs ressources, en échangeant différents flux (matières, énergies, déchets) et en mutualisant leurs équipements. Néanmoins, ce concept popularisé dans les années 1990, en plein essor dans de nombreux pays industrialisés, peine encore à se pérenniser en France. Les principaux freins limitants ce développement sont identifiés dans le premier chapitre de ces travaux de thèse, parmi lesquels : - Des avantages financiers méconnus ; - Une complexité du système industriel accrue ; - Une dépendance forte avec les autres industries du réseau ; - Une dépendance forte avec les autres industries du réseau ; - Les risques liés aux défaillances et perturbations qui se propagent à travers le réseau ; A l’heure actuelle, les EIP existants se sont principalement construits, au fur à mesure, de manière auto-évolutive et sous optimale. De plus, parmi les études scientifiques qui traitent du développement des EIP, seulement une minorité porte sur les méthodes d’optimisation. Ainsi, en apportant des outils de conception basés sur la programmation mathématique, cette thèse vise à développer une procédure de modélisation et d’optimisation multi-objectif, pour la conception d’EIP durables, en prenant en compte les freins identifiés. Pour ce faire, un modèle mathématique multi-période permettant la conception optimale du réseau d'énergies (électricité, vapeurs) d’un EIP est développé, selon une approche systémique. Ce modèle se veut générique puisqu’il peut être adapté tant à la conception initiale d'un nouvel EIP qu’à la re-conception d'un réseau existant. La formulation linéaire du modèle (MILP) permet de traiter des problèmes de grande taille. Sur un premier cas d’étude, le coût du réseau est minimisé. Sur un second, l’optimisation est multiobjectif et l’impact environnemental (quantifié par Analyse du Cycle de Vie) de la production d’électricité est également minimisé. La suite des travaux se consacre à l’élaboration de différentes procédures d’optimisation multi-objectif qui visent à lever les freins au développement des EIP précédemment identifiés. Une première procédure minimise la complexité du réseau en réduisant le nombre d’interconnexions. Les solutions obtenues privilégient quelques interconnexions de forts débits, ce qui pose la question de l’interdépendance des industries. Ainsi, dans l’étude suivante, c’est une procédure est développée de manière à minimiser cette interdépendance à l’échelle du réseau. Enfin pour garantir que les réseaux conçus selon des conditions opératoires nominales puissent faire face à des perturbations non prévues initialement, une procédure est développée pour concevoir des réseaux flexibles. L’ensemble de ces procédures sont mises au point de manière à être adaptées à résoudre des problèmes de grandes tailles

Item Type:PhD Thesis
Uncontrolled Keywords:
Institution:Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Laboratory name:
Research Director:
Negny, Stéphane and Boix, Marianne
Statistics:download
Deposited On:26 Aug 2021 07:27

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