Structures des réseaux et dynamiques de développement - de la révolution industrielle à la transition énergétique

Les réseaux énergétiques sont des éléments essentiels de toute stratégie climatique et énergétique réussie. Néanmoins, ils restent peu étudiés et insuffisamment compris dans leur dynamique ainsi que dans leur relation avec la consommation des ressources et la prospérité économique.
Dans ce projet de doctorat, plusieurs cas historiques de construction et d'utilisation de réseaux physiques, liés à la consommation d'énergie, seront explorés dans une approche d'écologie industrielle, avec des liens interdisciplinaires forts vers l'histoire économique, la géographie et la physique statistique des réseaux et des systèmes complexes. Comment les investissements énergétiques et matériels dans les éléments du réseau influencent-ils le développement et l'utilisation ultérieure du système pour distribuer les ressources ? La dynamique globale de la consommation d'énergie dépend-elle du type de réseau impliqué dans la croissance physique ?
Une première cible sera les chemins de fer qui se sont développés dans le monde entier au 19ème siècle en relation avec l'extraction, l'utilisation et la commercialisation du charbon. D'autres réseaux seront également étudiés tels que : le réseau routier au 20ème siècle en relation avec le pétrole ; les oléoducs et gazoducs ; les réseaux couplés gaz-chaleur-électricité. L'étude prendra également en compte le double rôle des chemins de fer et des réseaux routiers qui assurent le transport des passagers ainsi que le fret des ressources énergétiques et matérielles.

Conditions systémiques pour le développement de l’industrie des batteries en Europe : politiques publiques, écosystème industriel et géoéconomie.

En tant que leader mondial de la neutralité carbone, l’Europe fonde son modèle de développement sur la transition énergétique et a développé des solutions technologiques décarbonées dans de nombreux domaines. Cependant, cette avance politique ne s’est pas toujours traduite par une compétitivité industrielle dans le marché mondialisé malgré des efforts en matière d’innovation. Un déclin industriel a été observé, laissant l’Europe en position de faiblesse sur les marchés internationaux.
L’objectif de neutralité carbone pris par l’Union européenne (UE) à l’horizon 2050 impose une profonde refondation du système énergétique qui mobilisera un ensemble de technologies posant des défis à la fois techniques, économiques mais aussi sociaux.
Les récents bouleversements géopolitiques, tels que les tensions commerciales ou la volatilité des chaînes d’approvisionnement, renforcent l’incertitude pesant sur la géoéconomie mondiale. Face à ces défis, les décideurs cherchent à élargir leur vision stratégique. L’UE a ainsi acté la nécessité d’une autonomie stratégique dans un monde fragmenté dans lequel l’accès à certaines ressources et certains équipements devient plus difficile et pourrait être devenir une arme géopolitique.
La maitrise des chaînes d'approvisionnement européennes afin d’assurer un accès stable à l’énergie et aux ressources critiques dans un contexte de compétition mondiale est dorénavant une priorité politique, qui passe notamment par l’installation de capacités productives des équipements bas-carbone sur le sol européen. L’ensemble de ces objectifs ne pourra être adressé qu’en articulant un ensemble large de mesures politiques, en trouvant un équilibre entre les politiques énergétique, environnementale et industrielle. Or, certaines mesures pourraient entrer en tension avec les politiques mises en œuvre ces dernières décennies pour construire le marché européen de l’énergie, mais aussi celles fondant les relations de commerce et d’investissement.
Dans ce contexte, cette thèse propose un cadre théorique permettant d’analyser les conditions systémiques du développement de l’industrie européenne des batteries, en intégrant les dimensions des politiques publiques, de la souveraineté industrielle et des enjeux géoéconomiques. Elle sera réalisée au sein du pôle Régulation et Organisation de Marchés de l’Énergie (ROME) de l'Institut de recherche et d'études en économie de l'énergie (I-Tésé) du CEA, en partenariat académique avec l’Université Paris Dauphine-PSL.

Synthèse d’aérogels organiques à partir de dérivés du polydicyclopentadiène

L'étude de la fusion par confinement inertiel du mélange deutérium + tritium (DT) est une problématique depuis longtemps abordée au CEA. Les expérimentations liées à cette thématique, effectuées au sein du laser mégajoule (LMJ), nécessitent l'utilisation de matériaux aux propriétés particulières. Cela concerne entre autres les mousses de polymères (aérogels organiques) composant les cibles de pré-ignition. De tels matériaux doivent notamment associer une très faible densité avec une tenue mécanique suffisante pour leur permettre d’être compatible avec le procédé de préparation utilisé. Dans ce contexte, le but est de travailler sur la préparation de ces aérogels polymériques CHx à base de polydicyclopentadiène (pDCPD) et autres polymères dérivés par polymérisation par ouverture de cycle par métathèse (ROMP) afin de produire des matériaux (i) de faible densité apparente (valeur ciblée dans le projet : inférieur à 50mg/CC), (ii) homogènes, (iii) présentant une (nano)porosité (ouverte) fine et (iv) usinables.
Les travaux de la thèse proposée seraient centrés sur trois axes :
1. la synthèse de nouveaux (co-)monomères
2. la préparation des aérogels organiques et leurs
3. l’exploitation des données par l'IA (opportunité)

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