Artelys Crystal City

Alors que les villes sont aujourd’hui responsables de près de 70% de la consommation énergétique mondiale, faire les bons choix en terme d’infrastructures énergétiques et d’actions de maîtrise de la demande est devenu un enjeu clé pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Artelys Crystal City est une plateforme de simulation multi-énergies pour aider les collectivités locales à définir leur stratégie énergétique de façon durable, sûre et efficace. Artelys Crystal City est en cours d’expérimentation pour accompagner les collectivités de Marne-la-Vallée (70 000 habitants, France), Cesena (100 000 habitants, Italie) et Bologne (400 000 habitants, Italie) dans leur définition de stratégie énergétique territoriale.

Un outil d’aide à la décision

A partir de simulations détaillées de l’ensemble de la chaîne énergétique, Artelys Crystal City permet d’évaluer les impacts économiques et environnementaux à long terme (5 à 30 ans) de programmes d’actions énergétiques (valorisation de ressources locales, réseau de chaleur, maîtrise de la demande, smart grid, etc.) et de maîtriser la vulnérabilité économique face aux incertitudes sur les prix des énergies fossiles et du CO₂.

Un outil d’aide à la conception du Plan Climat Energie Territorial

L’ensemble des collectivités françaises de plus de 50 000 habitants doit réaliser d’ici fin 2012 un Plan Climat Energie Territorial avec notamment un programme d’actions à réaliser afin d'améliorer l'efficacité énergétique, d'augmenter la production d'énergie renouvelable et de réduire les émissions de gaz à effet de serre. La plateforme Artelys Crystal City permet dans ce cadre de définir un programme d’actions pour atteindre ces objectifs à moindre coût.

Un outil d’appui à la communication

La plateforme Artelys Crystal City permet également de centraliser et synthétiser l’ensemble des données énergétiques de la ville, en vue de faciliter la concertation entre les différents acteurs. Son interface ergonomique permet par ailleurs aux autorités locales de communiquer auprès de leurs élus sur les choix énergétiques retenus.

Energie consommée/produite pour chaque typologie de consommateurs/producteurs

Fonctionnalités

Deux niveaux possibles de représentation

• A une maille annuelle pour une évaluation rapide et approchée
• A un pas de temps horaire pour une validation des résultats

Modélisation complète de la chaîne énergétique

Modélisation détaillée de la demande énergétique
… au pas de temps horaire et par îlot de bâtiments

• Bibliothèque de profils de consommation par usage (eau-chaude sanitaire, chauffage, climatisation, etc.) et par type de consommateur (immeuble ancien, basse consommation, maison, bureau, hôtel, etc.)
• Calibration de ces profils pour reproduire au mieux les relevés de consommation locaux
• Prise en compte de facteurs influençant la consommation (température, jours fériés)
• Définition du mix énergétique (chauffage au gaz ou électricité, etc.) et des contrats de fourniture d’énergie

Courbe de consommation (annuelle au pas horaire) de l’usage chauffage pour du résidentiel

Modélisation des incertitudes de long terme sur les prix et la demande
… à partir des principaux scénarios envisagés par RTE et l’AIE

• De prix des énergies de 5 à 30 ans
• Des évolutions de la demande par usage et type de consommateur

scenarios de demande électrique à long terme pour du résidentiel (sources : RTE)

Modélisation détaillée du parc énergétique et des programmes d’action envisagés
… à partir d’une bibliothèque d’actifs énergétiques

• Parc de production/stockage local
- Production décentralisée à partir d’énergie renouvelable (solaire, éolien, géothermie, biomasse, etc.)
- Valorisation des déchets
- Cogénération et chaudières collectives
- Représentation des aléas de production pour les énergies intermittentes (vent, ensoleillement)

• Réseaux électriques, de gaz, de froid et de chaleur

• Transport
- Transports collectifs
- Véhicules électriques

• Maîtrise de la demande
- Campagne d’isolation
- Efficacité énergétique
- Smart grids

Exemple de stratégie énergétique étudiée : géothermie et chaudière à bois au sud, valorisation des déchets et cogénération à l’ouest

Evaluation des impacts économiques et financiers

Simulation de la gestion du parc énergétique

• Simulation de la gestion optimale du parc de production
• Simulation de la gestion optimale du parc de consommation (effacements)
• Optimisation de la gestion des stocks

Production solaire thermique par maison (en rouge) et consommation eau-chaude sanitaire (en bleu)

Evaluation des coûts

• Coûts d’investissement (CAPEX)
• Coûts opérationnels (entretien, gestion des sites de production, etc)
• Coûts de combustible
• Coûts d’achat d’énergie sur les réseaux nationaux

Evaluation des émissions de polluants (CO2, particules en suspension, etc.)

• Emissions directes (émises localement)
• Emissions indirectes (teneur en CO2 du MWh d’électricité consommé sur le réseau national)

Analyse de risque comparée

L’évaluation des stratégies étudiées sur un grand nombre de scénarios d’aléas permet de maîtriser les risques économiques et environnementaux, et notamment de comparer les résultats suivants :

• Risques environnementaux et impacts sur la santé
• Risques de congestion du réseau
• Risques de déficit financier
• Exposition financière aux prix des énergies fossiles

Une interface ergonomique et des fonctionnalités pratiques

• Interface basée sur un système d’information géographique qui permet d’avoir en permanence une vision globale du système modélisé
• Possibilité de gérer plusieurs études en parallèle. Export, import des modèles et des résultats
• Gestion souple des scénarios énergétiques envisagés au sein d’une même étude
• Utilitaires pour faciliter la génération des scénarios d’aléas (à partir de formules ou d’historique de données)
• Traçabilité des résultats
• Analyse de sensibilité à la variation des prix des commodités et analyse de risque
• Comparaison des scénarios énergétiques via des indicateurs et des résultats agrégés

L’utilisateur peut rajouter un actif énergétique à partir d’un simple clic (ici une turbine au biogaz) ou intégrer ses propres contraintes.

Bénéfices pour la collectivité locale

Aide à la décision

• Optimiser à moyen et long terme les investissements énergétiques
• Définir une stratégie pour atteindre les objectifs de réduction de CO2 à moindre coût
• Evaluer les impacts économiques et environnementaux de programmes d’action énergétiques
• Maîtriser les risques économiques face aux incertitudes sur le prix des énergies fossiles

Appui à la communication

• Faciliter une montée en compétences des autorités locales
• Faciliter une concertation entre les différents acteurs par un outil ergonomique
• Valoriser et défendre les choix retenus auprès des citoyens

Vidéos

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