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PREPARE : Adapter, modéliser et piloter les réseaux du futur
PREPARE est un programme de R&I résolument tourné vers l'avenir du système gazier. Il mobilise des outils, des modèles et des compétences de pointe pour éclairer NaTran dans un contexte de transition, tout en engageant l'adaptation de l'infrastructure CH₄ sur toutes les dimensions de son cycle de vie, dans une logique de soutenabilité, de performance et de neutralité carbone.
Un programme à l'interface entre prospective, stratégie et opérations
Le système énergétique évolue d'une logique d'extension des usages vers une logique d'optimisation, d'adaptation et de soutenabilité. Pour NaTran, ce changement de paradigme se traduit par un double impératif : anticiper les trajectoires des systèmes multi-énergies et adapter en profondeur un patrimoine industriel en mutation, tout en répondant aux enjeux de neutralité carbone et de performance du réseau.
PREPARE structure sa démarche autour de deux axes complémentaires. D'un côté, le développement de schémas directeurs prospectifs et de chaînes de modélisation multi-énergies, pour éclairer les décisions d'investissement et de planification des réseaux de demain. De l'autre, l'optimisation et la modernisation de l'actif industriel sur tout son cycle de vie, par l'exploitation de la donnée, des outils avancés d'aide à la décision, des approches de maintenance différenciée et l'intégration de matériaux alternatifs. Pour cela, le programme mobilise des expertises historiques en modélisation et simulation des réseaux comme des compétences stratégiques pour l'avenir (matériaux alternatifs, géomatique, IoT).
La parole du coordinateur
« Éclairer la décision en appuyant les schémas directeurs multi-énergies, outillant les métiers et la gestion d'actifs et adapter l'infrastructure et les pratiques. »
Christophe Olry Coordinateur du programme PREPARE
Contexte et finalité de nos travaux
Éclairer les décisions et outiller la prospective
Nous appuyons NaTran dans sa prospective en contribuant aux schémas directeurs multi-énergies et en concevant les chaînes de modélisation et de simulation requises. Nous développons des modèles de consommation et de production à long terme, étudions les équilibres offre-demande multi-énergies aux horizons 2035 et 2050, et faisons évoluer en synergie les outils de dimensionnement du réseau.
Enjeux :
- Projeter les consommations de CH₄, d’H₂ et d’électricité à 2035 et 2050, en tenant compte du réchauffement climatique et des changements d’usages.
- Modéliser les infrastructures de gaz renouvelables et leurs interactions avec les autres vecteurs énergétiques, et intégrer la chaîne CO₂ dans les modèles multi-énergies.
- Assurer la descente d’échelle du national au territorial et coupler les outils de dimensionnement et de conduite avec les modèles prospectifs.
Gérer et fiabiliser les actifs industriels
Dans un contexte de transition énergétique, d’évolution réglementaire et de modernisation des réseaux, nos travaux renforcent la connaissance des infrastructures et l’anticipation des défaillances pour permettre une juste prise de décision. Par la science des données et la simulation, nous outillons l’évolution des méthodes de gestion d’actifs de NaTran et l’excellence opérationnelle.
Enjeux :
- Développer des modèles et des outils pour analyser la fiabilité des équipements, anticiper les défaillances et orienter les interventions.
- Renforcer les techniques de maintenance, notamment prévisionnelle, pour cibler précisément les actions.
- Optimiser les politiques de maintenance en intégrant coûts, performance, sécurité et impacts environnementaux.
Objectif : Piloter efficacement OPEX et CAPEX sur tout le cycle de vie des actifs.
Optimiser les travaux et intégrer de nouveaux matériaux
Pour contribuer dès aujourd’hui aux objectifs de performance tout en préparant la soutenabilité de demain, nous explorons de nouvelles approches techniques sur l’ensemble du cycle de vie des actifs : exploitation, construction, instrumentation, fiabilité. L’intégration de matériaux non métalliques occupe une place centrale de ces travaux.
Enjeux :
- Identifier, tester et qualifier des matériaux non métalliques, prolongeant la durée de vie des ouvrages et réduisant les coûts de pose.
- Développer les technologies de contrôle non destructif adaptées aux canalisations composites.
- Améliorer la préparation et l’exécution des travaux pour prévenir les dommages et renforcer l’efficacité opérationnelle.
Objectif : Réduire les coûts des travaux et allonger la durée de vie des infrastructures.
Projets phares
Électrolyseurs et effet de flotte : architectures, fonctionnement, fiabilité et flexibilité
Cette étude technico-économique enrichit la connaissance de NaTran sur les technologies d'électrolyseurs PEM et alcaline, ainsi que sur leur flexibilité, c'est-à-dire leur capacité à adapter leur consommation électrique pour optimiser leurs coûts de production d'H₂ tout en assurant la continuité d'approvisionnement. Le travail s'appuie sur une analyse bibliographique approfondie, des entretiens avec des équipementiers et opérateurs de systèmes, le retour d'expérience de Jupiter 1000, et des simulations menées avec divers profils électriques, en mono-stack et en multi-stacks.
- Caractériser les effets de la flexibilité sur la consommation électrique, le vieillissement et la production d'hydrogène.
- Évaluer les surcoûts associés sur le coût actualisé de l'hydrogène (Levelised Cost of Hydrogen).
- Alimenter les concertations de NaTran et l'élaboration de son Plan Décennal de Développement.
Maintenance prédictive des régulateurs sur la plateforme PEPITO
Ce projet développe la maintenance prédictive des régulateurs en s'appuyant sur la plateforme PEPITO (Plateforme d'Essai pour l'Instrumentation des Ouvrages), capable de reproduire des conditions réelles et diverses défaillances. Les campagnes menées en 2025 ont permis de tester plusieurs modèles de régulateurs, de créer des défauts contrôlés (impuretés, grattage de joint) et d'enregistrer des mesures détaillées de pression, de débit, de vibrations et d'acoustique. Caractériser ces grandeurs physiques fournit une base solide pour l'analyse de données.
- Identifier les signaux pertinents pour la détection précoce des défaillances.
- Préparer des algorithmes robustes et généraliser les méthodes à un parc plus large de régulateurs.
- Réduire les interventions inutiles et améliorer la disponibilité, la sécurité et la performance des postes.
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