La valorisation de chaleur fatale apparait comme un moyen de fourniture de chaleur credible dans le cadre de la lutte contre le dereglement climatique, mais qui comprend des defis techniques et organisationnels. Cet article presente le Laboratoire Nationale des Champs Magnetiques Intenses (LNCMI), une infrastructure de recherche engagee dans un projet de valorisation de chaleur fatale. Outre les qualites du projet pour la fourniture de chaleur au quartier ou le laboratoire se situe, les travaux menes avec l’outil open source d’aide ala decision pour les systemes energetiques -OMEGAlpes -ont ouvert la voie a deux sites de science ouverte. D’une part une plateforme numerique pour la mise a disposition d’outils d’optimisations de systemes energetiques. Cette plateforme a pour but de mettre en contact concepteurs et utilisateurs et d’initier des cercles vertueux pour la capitalisation et la dissemination de connaissances. D’autre part le LNCMI lui-meme qui, par les travaux qui y sont menes, est devenu un terrain actif et potentiel au service d’une recherche ouverte et interdisciplinaire.

This paper illustrates how the choice of indicators changes the design of a waste heat recovery system in district heating. A prospective system in Grenoble (France) aims to valorize waste heat from the French National Laboratory of Intense Magnetic Fields (LNCMI) by injecting it at 85 degrees C to the nearby district heating network. We optimize its design for three possible waste heat temperatures: 35 degrees C (current), 50 degrees C (viable) and 85 degrees C (innovative). As major components, the system includes a thermal storage (ranging from 10 MWh to 40 MWh) and may include a heat pump depending on the waste heat's temperature. Different optimizations are guided by two energetic indicators (one source-oriented, the other demand-oriented) and by the overall exergy efficiency. The system's annual performance is assessed through the Sankey and Grassman diagrams and compared between optimal designs. Yearly simulation included optimal management of the thermal storage, through mixed-integer linear programming. The demand-oriented optimal design suggests recovering waste heat at 35 degrees C with a heat pump and a 40-MWh storage, granting the highest coverage of residential needs (49%). On the other hand, the source-oriented optimal design suggests recovering waste heat at 85 degrees C without heat pump and with a 40-MWh storage, reaching the highest recovery of waste heat (55%). Exergy analysis supports the source-oriented design, as it reaches the highest global exergy efficiency (27%). Our prospective techno-economic and exergo-economic analyses should complement these results and may change some conclusions, especially regarding the storage capacity.

Pour atteindre des champs magnetiques plus intenses que ceux produits commercialement avec des aimants supraconducteurs, des bobines de champs a base d'alliage de cuivre sont developpees dans quelques installations de champs magnetiques intenses. A Grenoble, une installation d'une puissance electrique de 24 MW permet de produire des champs continus jusqu'a 37 T dans un diametre de 34 mm. Une augmentation de puissance a 30 MW est prevue pour etre operationnelle en 2022. Un aimant pour champs magnetiques intenses est un archetype d'echangeur compact aux caracteristiques extremes. Des flux de chaleur atteignant 10 MW.m-2 sont traites par un refroidissement par eau monophasique avec des vitesses de passages atteignant 30 m.s-1. Les canaux de refroidissement sont caracterises par des diametres hydrauliques de 200 a 1800 µm et des longueurs de 30 mm a 430 mm. Une perte de pression de 20 bars se developpe entre l'entree et la sortie de l'aimant pour champs intenses, le coefficient de transfert a la paroi des bobines atteint h=10 5 W.m-2 .K-1. En 2018, 15 GWh d'energie electrique ont ete injectes dans les aimants pour champs intenses de Grenoble. Cette energie est integralement transformee en chaleur fatale rejetee dans la riviere voisine. Un des projets du laboratoire est d'injecter une partie de ces calories dans le reseau de chaleur de l'agglomeration grenobloise. La temperature de sortie de l'aimant est aujourd'hui au maximum de 40°C, temperature au-dessous de celle requise par le reseau de chaleur. L'utilisation d'une pompe a chaleur pour relever la temperature est donc necessaire. Pour ameliorer le modele economique et les performances environnementales du projet, une solution est d'augmenter la temperature de sortie de l'aimant pour minimiser les couts electriques associes aux pompes a chaleur. Pour cela nous devons diminuer le debit d'alimentation de l'aimant qui est actuellement 300 l.s-1 pour 24 MW et augmenter

Cet article presente un outil de modelisation et d’optimisation d’echanges d’energie a l'echelle d’un quartier permettant de valoriser la flexibilite des acteurs applique a un cas d’etude. Cet outil permet de modeliser des echanges a l’echelle macroscopique pour des projets multi-acteurs. Ecrit en langage Python, il utilise une optimisation MILP (Mixed-Integer Linear Programming). Le cas d’etude presente dans cet article est situe sur la Presqu’ile de Grenoble. Il s’agit du projet Valocal. Ce projet a pour but de valoriser la chaleur fatale du Laboratoire National de Champs Magnetiques Intenses (LNCMI) en la reinjectant dans le reseau de chauffage urbain de la ville. Cet article presente la modelisation des acteurs du projet – principalement l’operateur du reseau de chaleur - dans le but de jouer sur les flexibilites des deux acteurs en fonction du taux de valorisation de la chaleur fatale, du prix de la calorie, ou encore des emissions CO2.