L'IPESE développe l'optimisation basée sur les jumeaux numériques pour générer une transition nette zéro, en intégrant les mesures du cycle de vie. Les travaux portent sur les procédés biosourcés efficaces, la capture du CO₂, les SOFC à haut rendement, la gazéification des déchets et les pôles urbains renouvelables reliant l'industrie, l'énergie et les quartiers intelligents.
Sujets de recherche
1
Intégration des énergies renouvelables dans les systèmes urbains, en tenant compte des communautés locales, de l’énergie photovoltaïque, de l’exploitation intelligente, de l’efficacité et des technologies avancées de conversion énergétique telles que les pompes à chaleur et le chauffage urbain.
2
Décarbonisation de la production industrielle par une production efficace, la récupération de la chaleur, le captage du CO2, l’intégration des énergies renouvelables et de la gestion des déchets et la symbiose industrielle.
3
Modélisation de la transition énergétique : comment le système énergétique s’adapte-t-il à l’innovation et aux actions de décarbonisation.
Nos projets clés
PinchSmall
Une aide à la décision assistée par ordinateur pour l'évaluation rapide des options de décarbonisation des processus industriels.
EPFL, HES-so, Office fédéral de l'énergie
Laboratoire Net Zero
Stratégies de décarbonisation pour la production d'aluminium intégrée à la ville.
IPESE, HES-so, Oiken, Novelis
Les jumeaux de l'énergie urbaine
Urban Twin et Sweet Swice & Sweet COSI, vers un modèle holistique d'intégration des énergies renouvelables dans les villes : des comportements à l'adaptation du système énergétique.
Sweet consortium avec les entreprises de services publics
Nos résultats et highlights
1
Suisse indépendante et neutre : quels sont les coûts et les conséquences attendus ?
2
Plusieurs prix pour les meilleurs articles et affiches dans des conférences internationales
3
François Marechal a contribué à la création de six entreprises en démarrage : Bluewatt Engineering, qui fait maintenant partie de PSE Siemens : traitement efficace des eaux usées, Trea-tech : gazéification hydrothermale pour le traitement de l’eau et la conversion de la biomasse, Exergo.ch : conception de systèmes multi-énergétiques par des systèmes de chauffage et de refroidissement urbains basés sur le CO2, Urbio : aide à la décision dans la planification de systèmes énergétiques urbains. Qaptis : capture du CO2 dans les systèmes de transport. Emissium : Suivi et certification du CO2.
4
Démonstrateur de réseau CO2 sur le campus de l’EPFL Valais Wallis.
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
30 chercheurs à différents niveaux
Compétences développées par l'équipe scientifique
Ingénierie des procédés et des systèmes énergétiques assistée par ordinateur, optimisation, apprentissage automatique et programmation, technologie des pinces
Impacts régionaux et sociaux
1
Montrer et quantifier les voies de décarbonisation pour la décarbonisation et la transition énergétique en intégrant les innovations technologiques. Quelle est la distance par rapport au coût social de l’inaction ?
2
L’impact de la durabilité (économique, environnementale et sociétale) de Net Zero Valais : quel est le sens de trop expansif ?
3
Quel est l’impact de l’intégration de l’innovation sur la décarbonisation de l’industrie ?
Perspectives et défis
Principales opportunités ?
Décarbonisation de l’industrie dans un monde en transition Adaptation de l’infrastructure pour intégrer les productions décentralisées, symbiose industrielle à l’échelle régionale
Principaux défis
Intégrer l’innovation
Partenariats futurs
Notre laboratoire a une longue tradition de collaboration avec l’industrie. Nous soutenons la collaboration pour le transfert de connaissances et de technologies.
Faculté des sciences de la vie
Clinical Neuroengineering
Prof. Friedhelm C. Hummel
Defitech Chair for Clinical Neuroenginering, - Hummel Lab
Conception, design, fabrication, assemblage, essais, diagnostics, analyse et modélisation de piles à combustible et d'électrolyseurs de Watts à 100 kW, dans les technologies de la céramique à haute température (750°C) et du polymère à température ambiante (20-70°C), pour les combustibles naturels et renouvelables.
Sujets de recherche
1
Comprendre la durabilité à long terme des piles à combustible et des électrolyseurs, en séparant et en quantifiant les différents processus de dégradation des performances dans le temps.
2
Conception, fabrication et construction de composants de piles à combustible/électrolyseurs et d’équipements d’essai dédiés, en particulier pour les mesures in situ.
3
Modélisation multi-physique à plusieurs échelles, des interfaces micrométriques aux systèmes complets, pour soutenir la conception (axe 2) et la compréhension des performances (axe 1).
Nos projets clés
Réversible-CH4
Nous développons une installation pilote complète pour démontrer le stockage saisonnier réel d'électricité renouvelable dans le méthane injecté dans le réseau de gaz, en utilisant un système réversible de pile à combustible/électrolyseur (10/30 kW), avec des émissions négligeables. L'exploitation complète est prévue pour 2027.
Un nouveau type d'électrolyseur d'eau à membrane alcaline, exempt de matériaux critiques et d'une densité de puissance élevée (1 A/cm2, 5 kW/L), est développé et validé au sein de notre laboratoire.
Canton VS GEM start-up
GREENHUB
Un équipement spécialisé est développé pour mesurer l'impédance des électrolyseurs à des courants (300 A) et des puissances (20 kW) élevés, afin d'obtenir des signaux propres permettant une analyse détaillée des données et de relier les résultats à des mesures d'impédance effectuées en laboratoire à plus petite échelle.
Flagship d'Innosuisse SolydEra (VD)
Nos résultats et highlights
1
Nos résultats suivants ont été publiés pour la première fois dans la littérature scientifique : – une étude fondamentale comparant 4 technologies d’électrolyse, dans le journal à fort impact Joule, et rapidement très citée ; – un modèle 3D d’un ensemble membrane-électrode-électrolyseur alcalin ; – la mesure d’un stack pile à combustible/électrolyseur réversible, avec une résolution spatiale et temporelle, pendant plusieurs mois d’exploitation.
4 nouveaux projets européens ont été accordés, dont 3 en collaboration avec HESSO. Tous les projets ont obtenu des notes égales ou supérieures à 14/15. Le taux de réussite global est de 12%. Le GEM reste ainsi le premier laboratoire de l’EPFL pour les subventions de l’UE.
4
2 brevets déposés, 1 start-up en création
5
Lancement d’une nouvelle activité dans le domaine de la biocatalyse pour convertir les effluents liquides en carburants, en utilisant des catalyseurs bactériens cultivés sur des électrodes. 16 articles de journaux publiés en 2024.
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
20 membres + 10 étudiants en master + 3 doctorants invités Le laboratoire GEM est composé de 1/3 des doctorants, 1/3 de scientifiques, 1/3 d’ingénieurs
Compétences développées par l'équipe scientifique
Mettre la main à la pâte en construisant et en testant des appareils et des équipements de caractérisation spécifiques. Surchauffer le cerveau pour apprendre les logiciels, les mathématiques sous-jacentes et le code de programmation.
Autres
Les membres de l’équipe GEM apprennent à se responsabiliser, à travailler en équipe, à lever des fonds, à faire du réseautage, à collaborer avec d’autres entités universitaires et industrielles, et à connaître la nécessité des cadres juridiques.
Impacts régionaux et sociaux
1
Le stockage de l’électricité excédentaire dans des combustibles en vue d’une réutilisation ultérieure propre et efficace contribue à nous rendre moins dépendants des importations d’électricité en hiver, qui deviendront encore plus cruciales si l’énergie nucléaire est progressivement supprimée.
2
Notre installation pilote de stockage saisonnier sera une première démonstration matérielle sans simulation d’aucun composant.
3
Notre laboratoire forme des ingénieurs aux technologies de demain qui définissent et façonnent la transition énergétique. Une énergie disponible et abordable (propre et efficace) est la colonne vertébrale d’une industrie productive et d’une société stable et solidaire.
4
Chaque année, nous intégrons 15 à 20 nouveaux étudiants en master dans nos activités par le biais d’un travail de projet direct.
Perspectives et défis
Principales opportunités
-Démonstration de la faisabilité d’un stockage saisonnier complet avec une conversion réversible de l’électricité en gaz et le réseau de gaz – Installation de 10/30 kW à Energypolis et installation de 50/150 kW à Aigle avec Gaznat et SolydEra – Développement d’une électrolyse de l’eau alcaline à empreinte compacte – Fabrication interne des composants – Développement du biogaz en tant que ressource indigène (il a un potentiel >5 fois supérieur à l’utilisation actuelle)
Principaux défis
-Réduction des financements et concurrence féroce en la matière – Manque d’espace pour les infrastructures d’essai et de fabrication – Production de carburants liquides à partir d’électricité et de sources de carbone – Isolement néfaste de l’Europe dans ses choix en matière de transition énergétique.
Partenariats futurs
-Renforcer le partenariat Gaznat-SolydEra -Partenariats avec d’autres entreprises de piles à combustible/électrolyseurs -Alignement avec l’industrie gazière pour le CH4 comme vecteur
Déclaration de consentement aux cookies
En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l'utilisation de cookies pour améliorer votre expérience utilisateur et réaliser des statistiques de visites.
Vous pouvez personnaliser l'utilisation des cookies à l'aide du bouton ci-dessous.
