Cosmac : l’outil scientifique pour optimiser les systèmes multi-énergies dans les bâtiments

« `html

Face à l’urgence climatique et à la flambée des prix de l’énergie, les gestionnaires de bâtiments tertiaires et collectifs recherchent des solutions concrètes pour réduire leur empreinte environnementale tout en maîtrisant leurs coûts. Le secteur du bâtiment, qui représente 44% de la consommation énergétique nationale, se trouve au cœur de cette transition énergétique.

Qu’est-ce que l’outil Cosmac ?

Cosmac (Conception Optimale d’un Système Multi-énergie appliqué notamment aux bâtiments commerciaux) est un outil de dimensionnement et de pilotage énergétique développé par JUNIA et l’Université de Lille. Financé par l’Agence nationale de la Recherche, ce projet scientifique vise à accompagner les entreprises dans leur transition énergétique en proposant une solution globale et optimisée.

Comme l’explique Dhaker Abbes, Team Leader de l’équipe JUNIA impliquée dans le projet : « Cosmac fournit aux entreprises un outil opérationnel pour concevoir, dimensionner et piloter des systèmes multi-énergies intégrant photovoltaïque, batteries, hydrogène, réseau électrique et bornes de recharge pour véhicules électriques. »

Les fonctionnalités clés de l’outil Cosmac

Dimensionnement optimal des installations

L’outil permet de calculer la configuration idéale d’un système énergétique complet, en tenant compte des spécificités techniques et économiques de chaque technologie : production photovoltaïque, stockage par batteries, chaîne hydrogène complète (électrolyseur, stockage gazeux, pile à combustible) et infrastructure de recharge pour véhicules électriques.

Pilotage intelligent en temps réel

Grâce à un contrôleur intelligent basé sur des modèles physiques et les prévisions météorologiques, Cosmac optimise en continu la répartition des flux énergétiques entre les différentes sources disponibles.

Intégration du comportement des usagers

L’outil analyse spatialement les habitudes de recharge des véhicules électriques et adapte le système en conséquence, permettant une gestion plus fine de la demande énergétique.

Analyse économique et environnementale

Cosmac calcule les coûts complets sur l’ensemble du cycle de vie des équipements, tout en évaluant leur impact environnemental, notamment en termes d’émissions de CO2.

Des résultats concrets validés scientifiquement

Les performances de Cosmac ont été testées sur le démonstrateur de réseau électrique intelligent de l’Université Catholique de Lille, piloté par JUNIA. Les résultats sont significatifs :

• Réduction de 15% des coûts d’installation grâce à un dimensionnement optimisé
• Diminution de 15% des coûts énergétiques via l’optimisation en temps réel
• Baisse substantielle de 30% des émissions de CO2 dans les configurations multi-objectifs

Ces performances, validées par le comité scientifique du projet, ont donné lieu à plusieurs publications scientifiques librement accessibles, confirmant la robustesse de l’approche.

Une expertise scientifique pluridisciplinaire

Le projet Cosmac s’appuie sur une collaboration entre deux laboratoires de recherche lillois reconnus :

Le laboratoire CRIStAL

Le Centre de Recherche en Informatique Signal et Automatique de Lille apporte son expertise en modélisation des systèmes hydrogène et en optimisation conjointe, sous la coordination scientifique du Dr Mathieu Bressel.

Le laboratoire L2EP

Le Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance contribue sur les micro-réseaux, le dimensionnement optimal, l’analyse de cycle de vie et la stabilité du réseau.

Un outil au service de la stratégie énergétique française

Cosmac s’inscrit parfaitement dans la stratégie énergétique française et l’ambition des Hauts-de-France de devenir un leader de l’hydrogène. L’intégration d’une chaîne hydrogène complète dans l’outil ouvre des perspectives prometteuses, notamment pour le stockage longue durée des énergies renouvelables et l’alimentation de stations de ravitaillement pour véhicules lourds.

Au-delà des centres commerciaux, Cosmac peut être déployé dans tous types de grands bâtiments collectifs : bureaux, entrepôts, bâtiments publics, etc. L’outil intéresse particulièrement les acteurs de l’énergie, de l’immobilier, les bureaux d’études et les collectivités territoriales.

Vers un déploiement à grande échelle

L’équipe de recherche est actuellement à la recherche de partenaires entreprises pour valider l’adaptabilité de Cosmac à différents contextes opérationnels. L’objectif est clair : sortir de la phase laboratoire pour passer au déploiement opérationnel à grande échelle.

Comme le souligne Dhaker Abbes : « La transition énergétique des bâtiments commerciaux est une nécessité économique et écologique. Cosmac offre une réponse concrète validée scientifiquement, permettant aux acteurs du secteur de transformer leurs installations en profondeur. »

Le projet, labellisé par le pôle MEDEE et bénéficiant d’un financement de 524 000 € (subventionné à 50% par l’ANR), représente une avancée significative dans la mise en œuvre opérationnelle de la transition énergétique.

« `