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Soutenances

14 février. Thèse de Sofia DE LEON ALMARAZ (Dir. C. Azzaro-Pantel)

Optimisation multi-objectif de la conception de la chaîne logistique hydrogène

La soutenance aura lieu le 14 février à 10h Salle des thèses de l’INP-ENSIACET

- Résumé
L’hydrogène produit à partir de sources renouvelables et utilisé dans les piles à combustible pour diverses applications tant mobiles que stationnaires constitue un vecteur énergétique très prometteur, dans un contexte de développement durable. Les « feuilles de route » stratégiques, élaborées au niveau européen, national ou régional consacrées aux potentialités énergétiques de l’hydrogène ainsi que l’analyse des publications scientifiques ont cependant identifié le manque d’infrastructures comme l’un des principaux obstacles au développement de l’économie « hydrogène ». Cette étude s’inscrit dans le cadre de développement d’une méthodologie de conception d’une chaîne logistique « hydrogène » (production, stockage et transport). La formulation, basée sur une procédure de programmation mathématique linéaire en variables mixtes, implique une approche multicritère concernant la minimisation du prix de revient de l’hydrogène, l’impact sur le réchauffement climatique et un indice de risque, en prenant en compte une échelle tant régionale que nationale. L’optimisation multi-objectif repose sur une stratégie Ɛ-contrainte développée à partir d’une méthode lexicographique menant à la construction de fronts de Pareto offrant un grand nombre de solutions. La procédure d’aide à la décision M-TOPSIS est ensuite utilisée pour choisir le meilleur compromis. Le modèle est appliqué à une étude de cas en Grande-Bretagne issue de la littérature spécialisée qui sert de référence pour comparer les approches mono- et multi-objectif. Ensuite, la modélisation et l’optimisation de la chaîne d’approvisionnement d’hydrogène pour la région Midi- Pyrénées ont été étudiées dans le cadre du projet « H2 vert carburant ». Un problème mono/multi-période est traité selon des scénarios d’optimisation basés sur la stratégie Ɛ-contrainte développée à partir d’une méthode lexicographique. Le système d’information ArcGIS® est ensuite utilisé pour valider les solutions obtenues par optimisation multi-objectif. Cette technologie permet d’associer une période de temps aux configurations de la chaîne logistique hydrogène et d’analyser plus finement les résultats de la conception du réseau H2. L’extension au cas de la France répond à un double objectif : d’une part, tester la robustesse de la méthode à une échelle géographique différente et d’autre part, examiner si les résultats obtenus au niveau régional sont cohérents avec ceux de l’échelle nationale. Dans cette étude de cas, l’outil spatial ArcGIS® est utilisé avant optimisation pour identifier les contraintes géographiques. Un scénario prenant en compte un cycle économique est également traité. Les optimisations mono et multi-objectif présentent des différences relatives au mode de déploiement de filière centralisé ou décentralisé et au type de technologie des unités production ainsi qu’à leur taille. Les résultats confirment l’importance d’étudier différentes échelles spatiales.

- Mots-Clés :
Optimisation multi-objectif ; chaîne logistique ; hydrogène ; Ɛ-contrainte ; méthode lexicographique ; MILP ; ArcGIS®.

- Jury  :

  • Nathalie MAZET - Directrice de Recherche - Laboratoire PROMES
  • Patrick SIARRY - Professeur d’Université - Université de Paris-Est Créteil-LiSSi
  • Catherine AZZARO-PANTEL - Professeur d’Université- LGC Toulouse
  • Ludovic MONTASTRUC - Maître de conférences - LGC Toulouse
  • Bruno GRANO - Maître de Recherche - Ecole de Mines d’Albi
  • Laurence GRAND-CLEMENT - Présidente de PersEE et Association de l’Observatoire de l’Innovation dans l’Energie - Ecole Polytechnique
  • Stéphan ASTIER - Professeur d’Université – LAPLACE Site INP
  • Serge DOMENECH - Professeur d’Université- LGC Toulouse

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