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Artelys Crystal City

 

Stratégies énergétiques territoriales

A l’heure de la transition énergétique, les décideurs locaux se trouvent confrontés à de nouveaux enjeux de planification territoriale, la dimension énergétique devenant un facteur clé dans la prise de décision. Agir sur les consommations en énergie, réduire les émissions de CO2, assurer un développement coordonné des réseaux de distribution, valoriser le potentiel de production renouvelable local, sont autant de défis à relever dans un contexte de décentralisation croissant. Aujourd’hui utilisé pour l’élaboration des Schémas Directeur Energie des Métropoles de Lyon (1,3 m d’habitants) et de Grenoble (400 000 habitants), Artelys Crystal City fournit un support complet aux collectivités territoriales pour évaluer, optimiser, suivre et communiquer leur plan de développement multi-énergie local.

Un outil d’aide à la décision

Artelys Crystal City est un outil d’analyse multi-énergie et multi-secteur, permettant d’identifier les principaux enjeux et opportunités énergétiques spécifiques à votre territoire, et d’évaluer les impacts économiques et environnementaux associées à des scénarios de moyen/long terme (5 à 30 ans).

Sur la base d’analyses comparées facilitées par la mise à disposition de nombreuses fonctionnalités de visualisation des résultats, les élus locaux peuvent ainsi définir des stratégies pour :

Minimiser les émissions de polluants à moindre coût,
Assurer un développement coordonné des réseaux de distribution,
Améliorer l’efficacité énergétique sur le territoire,
Maîtriser la facture énergétique de leurs concitoyens,
Anticiper les effets énergétiques des politiques d’aménagement du territoire,
Maîtriser la vulnérabilité du territoire face aux prix des énergies fossiles.

La finesse de la modélisation proposée par Artelys Crystal City permet d’envisager de nombreux changements structurels du système énergétique local (aménagement du territoire, développement des réseaux, actions de maîtrise de la demande, pénétration des énergies renouvelables….) ainsi que le déploiement de solutions innovantes (équipements de stockage, effacements de consommation, smart grid, infrastructures de recharge de véhicules électriques, etc.).

Grâce aux bibliothèques d’indicateurs et d’actions énergétiques directement intégrées dans le logiciel, vous pouvez rejouer vos scénarios à loisir et en toute autonomie !

Un outil de capitalisation de vos données énergétiques

En s’appuyant sur la construction d’un modèle énergétique complet du territoire, Artelys Crystal City permet de mettre en cohérence et de pérenniser vos données énergétiques locales au sein d’un seul et même outil. Des consommations en énergie primaire aux usages de consommation en passant par les producteurs locaux, les réseaux de distribution ou les équipements aval-compteur, toute l’information sur votre système énergétique est accessible en quelques clics, sous forme de nombreuses cartes, diagrammes ou tableaux de paramètres.

Un outil de suivi et de pilotage

Durant la phase de mise en œuvre de votre programme d’actions, Artelys Crystal City vous permet de réaliser le suivi de la trajectoire énergétique réelle sur votre territoire, et de la comparer à la trajectoire planifiée.

Un outil de soutien à la concertation

Pensé pour un usage par tous et pour accélérer la montée en compétence, Artelys Crystal City vous accompagne tout au long de votre démarche, de l’identification des enjeux au suivi de la mise en place du programme d’actions. L’ergonomie de l’interface de visualisation en fait un atout majeur pour partager vos résultats avec l’ensemble des parties prenantes : élus, autres services de la collectivité, acteurs privés ou institutionnels,...

Artelys Crystal propose une vision d’ensemble du système énergétique local, permettant d’identifier les enjeux spécifiques à votre territoire, d’en extraire les principaux déterminants, et de construire une vision prospective aux horizons souhaités (ex : 2020, 2030, 2050) sur la base d’une analyse comparée de plusieurs avenirs possibles.

Modélisation complète du système énergétique

Demande

Comprendre la structure de la consommation nécessite de s’intéresser à la fois aux typologies de consommateurs, à leurs usages de consommation et aux vecteurs énergétiques approvisionnant ces usages. Artelys Crystal City modélise le plus finement possible l’ensemble de cette chaîne :

Un découpage géographique fin : zones IRIS de l’INSEE*
Des typologies de consommateurs détaillées : typologies résidentielles par maison/immeuble et âge du bâtiment, 8 typologies tertiaires, industrie, transports par mode de transport, agriculture, éclairage public…
Des usages de consommation : chauffage, eau chaude sanitaire, cuisson, électricité spécifique, climatisation, usages thermiques industriels, etc.
Une bibliothèque complète d’équipements aval compteur : convecteurs électriques, chaudières gaz/fioul/bois, ballon d’eau chaude, micro-cogénérations, PACs aérothermiques/géothermiques, etc.

Les usages de consommation par typologie de consommateur sont caractérisés par un comportement annuel moyen (consommation annuelle de référence) et un profil de consommation au pas de temps horaire. Le calibrage du modèle s’appuie sur des méthodes avancées de réconciliation statistique entre données urbaines (logements, emplois, etc.), données nationales diverses (chiffres clés du bâtiment de l’ADEME, CEREN, profils Recoflux ENEDIS, etc.) et données locales (fournies entre autres par les concessionnaires de réseaux et observatoires locaux, à la maille de l’IRIS ou du bâtiment).

Certains consommateurs « emblématiques » (hôpitaux, data centers, sites industriels, bâtiments publics, ...) peuvent être représentés de manière individuelle dans le modèle, et géo-localisés sur la carte.

Visualisation cartographique des consommationsVisualisation cartographique des consommations

Visualisation cartographique des consommations (dont consommateurs emblématiques)

* Découpage infra-communal contenant 1 800 à 5 000 habitants (zones « Habitat »), > 1 000 salariés et au moins 2 fois plus de salariés que de résidents (zones « Activité) ou grandes zones peu habitées et de superficie importante (zones « Divers »).

 

Production locale et imports

Artelys Crystal City dispose d’une vaste bibliothèque d’actifs de production :

Usine d’incinération et de valorisation énergétique des déchets
Chaufferies gaz/fioul/bois pour le chauffage urbain
Centrales hydroélectriques
Centrales de cogénération
Production photovoltaïque

Ces actifs sont caractérisés par un ensemble de paramètres de fonctionnement : rendement, prix et contenu CO2 du combustible, tarif d’achat, profil de disponibilité, etc. Les productions sont représentées au pas de temps horaire afin de prendre en compte l’aspect intermittent de certaines productions, ainsi que d’éventuelles opportunités de flexibilisation des besoins.

Visualisation cartographique des producteurs locaux

Visualisation cartographique des producteurs locaux

Réseaux

En s'appuyant sur une modélisation agrégée des réseaux de distribution (électrique, gaz, chaleur, froid), Artelys Crystal City simule les équilibres offre-demande locaux en prenant en compte les caractéristiques et contraintes physiques de fonctionnement, telles que le rendement, la capacité des postes-sources électriques, leurs zones de chalandise, …. Ceci permet d’identifier les éventuels points de tension et d’anticiper les besoins de renforcement.

Zones énergétiques d’équilibre local offre-demande

Zones énergétiques d’équilibre local offre-demande

Simulation des flux

En s'appuyant sur un puissant moteur d'optimisation mathématique, Artelys Crystal City permet de simuler, année par année et au pas de temps horaire, la gestion optimale du parc de production, des équipements aval compteur et de leurs potentiels de flexibilité (effacements, pilotage de la recharge de véhicules électriques, …), ainsi que de l’ensemble des actifs de stockage d’énergie.

Représentation simplifié de la structure générale du modèle énergétique

Représentation simplifiée de la structure générale du modèle énergétique

Construction de scénarios énergétiques de territoire

Adopter une stratégie énergétique pour son territoire passe par la construction et l’évaluation de plusieurs avenirs possibles, prenant en compte un certain nombre d’évolutions structurelles couvrant entre autres l’aménagement urbain, l’évolution du contexte de prix des énergies ou de contenu CO2 de l’électricité, la construction de nouvelles infrastructures énergétiques ou l’évolution des usages de consommation.

Afin de modéliser ces changements et de construire ces visions prospectives multiples, Artelys Crystal City dispose d’une vaste bibliothèque d’actions, qu’il vous est possible d’utiliser en toute autonomie pour construire vos propres scénarios, les simuler et les évaluer :

Construction de nouveaux logements / projets d’aménagement
Développement économique
Evolution tendancielle des usages de consommation (électricité spécifique, climatisation, …)
Renouvellement des équipements aval-compteurs
Programmes de maîtrise de la demande (rénovation énergétique, sobriété, amélioration de l’efficacité énergétique)
Changements de vecteur d’approvisionnement en énergie
Construction d’infrastructures énergétiques (développement/densification des réseaux de distribution, nouvelles installations de production, etc.)

Artelys Crystal City permet également de réaliser des analyses de sensibilité du territoire en fonction des stratégies développées.

Sélection des modèles d'actionsChoix et modification des paramètres

Sélection des modèles d'actions puis choix et modification des paramètres

Evaluation technico-économique et environnementale

Afin d’évaluer les différents scénarios, Artelys Crystal City propose un ensemble complet d’indicateurs technico-économiques, environnementaux et sociaux, dont voici une liste non exhaustive :

Consommations en énergie finale/primaire
Consommations en énergie finale/primaire par m² (pour les secteurs résidentiel et le tertiaire)
Emissions de GES, NOX et TSP des consommateurs
Facture énergétique des consommateurs
Ménages en situation de précarité énergétique
Taux de pénétration du chauffage urbain (résidentiel, tertiaire)
Part du fioul dans les consommations du secteur résidentiel
Imports d’énergie du territoire
Production locale
Part de la production locale renouvelable et de récupération dans les consommations
Niveau d’utilisation des potentiels ENR&R
Niveau d’indépendance énergétique du territoire
Emissions de GE, NOX et TSP des producteurs
Emissions évitées par la production locale renouvelable
Investissements annualisés (par acteur financeur, par type d’action) – dont renforcements de réseau impliqués par le scénario
Balance financière énergétique du territoire
Coût de la tonne de CO2 évitée par rapport au scénario tendanciel
Création d’emplois

Ces indicateurs peuvent être visualisés dans Artelys Crystal, sous forme cartographique ou de divers diagrammes.

Analyse et partage des résultats

Artelys Crystal City a été conçu dans un souci permanent d’ergonomie, afin de favoriser son appropriation par tout type d’utilisateur. Au-delà de sa vocation première d’outil de planification, son interface de visualisation simple et épurée en fait un véritable outil de communication et de soutien à la concertation.

Pour territorialiser au mieux vos enjeux et objectifs, affichez l’ensemble de vos données et résultats de simulation sur une carte ! Encore plus simple d’utilisation qu’un Système d’Information Géographique (SIG), naviguez entre les couches cartographiques et superposez les entre elles pour faire émerger les synergies !

Manipulez vos résultats en toute autonomie et tracez vos propres diagrammes (histogrammes, camemberts, etc.) pour communiquer avec l’écosystème d’acteurs (services techniques, élus, partenaire privés ou institutionnels, etc.)

Les résultats au pas de temps horaire (profils de consommation par typologie de consommateur et par usage, courbes de production, prix de l’électricité, etc.) peuvent également être consultés et analysés dans une vue spécifique.

 

Vous disposez déjà d’un SIG ? Les résultats de modélisation d’Artelys Crystal City, qu’ils soient territorialisés ou non, sont exportables pour alimenter vos outils internes !

Identification des enjeux clés du territoire

Au travers de la réalisation d’un diagnostic énergétique de votre territoire, Artelys Crystal City permet entre autres d’apporter des réponses aux questionnements suivants :

Quels sont les secteurs les plus consommateurs ?
Quel est l’impact de l’offre réseau sur la répartition des énergies d’approvisionnement en chauffage ?
Quel est le taux de pénétration du chauffage urbain dans les zones raccordées ?
Quels sont les types de logements les plus énergivores ?
A quel point le territoire est-il dépendant des imports d’énergie ?
Quelle est la part renouvelable dans la production locale ?
Quels sont les niveaux d’utilisation des différents réseaux ?
La courbe de consommation du territoire a-t-elle des spécificités ?
Quels sont les potentiels renouvelables de mon territoire ?
Où se trouvent les ménages affectés par la précarité énergétique ?

Aide à la décision

Par la construction de plusieurs scénarios énergétiques et la mise à disposition de nombreux indicateurs et outils d’analyse et de comparaison, Artelys Crystal City est une aide précieuse pour la définition de votre stratégie et la réalisation de vos objectifs :

Optimiser à moyen et long terme les investissements énergétiques (centrales de production, réseaux de distribution, actions de maîtrise de la demande, etc.)
Atteindre les objectifs de réduction de CO2 à moindre coût,
Assurer un développement coordonné des réseaux de distribution,
Exploiter au mieux les potentiels de production renouvelable et de flexibilité du territoire,
Maîtriser les risques économiques face aux incertitudes sur le prix des énergies fossiles.

Construisez, simulez et évaluez en toute autonomie vos propres scénarios par la mise à disposition d’une bibliothèque complète d’actions de développement territorial et énergétique, et bénéficiez de la fonctionnalité de suivi du programme d’action également proposée par le logiciel.

Partage de la connaissance

Artelys Crystal City est un outil ergonomique utilisable par tous, pensé pour favoriser l’accompagnement des collectivités dans leur montée en compétence et faciliter la diffusion des résultats :

Pérennisation de l’ensemble du corpus de données énergétiques territoriales, au sein d’un seul et même outil,
Appropriation des résultats au travers d’outils de visualisation variés (vue cartographique, histogrammes, camemberts, tableaux, etc.),
Fonctionnalités d’export des données et des résultats.

Adaptabilité

Les consultants d’Artelys tirent parti de la flexibilité d’Artelys Crystal City pour configurer un modèle énergétique adapté à vos besoins spécifiques :

Niveau de détail du modèle énergétique de territoire (zones, typologies de consommateurs, etc.)
Actions d’évolution structurelle du territoire
Indicateurs d’évaluation des scénarios
Couches cartographiques (données et/ou résultats de simulation)

Indépendance et efficacité

Artelys Crystal City est développé par un éditeur de logiciels d’optimisation indépendant.