Nos actions structurantes

Energie Habitat Environnement

La thématique Energie Habitat Environnement s’inscrit dans les enjeux combinés des villes intelligentes et durables et ceux de la transition énergétique.

Cela induit des applications très larges : l’efficacité énergétique des bâtiments (BCC, RT 2020… y compris sur un volet de réhabilitation), les bâtiments intelligents, les smart grids/réseaux intelligents, la production, le stockage et la distribution de l’énergie, les EnR (énergies renouvelables), l’aménagement urbain, la gestion durable et la dépollution des sols, la qualité de l’habitat, l’acoustique, la mobilité (ex : véhicules électriques…), la domotique, le numérique, le BIM, la mobilité, l’habitat connecté, lessmart cities, éco-quartier, l’agriculture en ville, l’approche par les usages…

Ces enjeux se pensent de façon globale en empruntant aux principes de l’économie circulaire, de l’éco-conception et de l’économie de la fonctionnalité…
Cela s’inscrit pleinement dans la logique de transition énergétique et de la troisième révolution industrielle en région Hauts-de-France.

Une chaire, pour aller plus loin

La chaire « Smart Buildings as nodes of Smart Grid » vise à explorer le potentiel de bâtiments intelligents comme « nœuds intelligents » (Smart Nodes) au sein de « réseaux énergétiques intelligents » (Smart Grids), au cœur de l’Université Catholique de Lille.

La vocation de la chaire SBnodesSG est d’améliorer le confort des usagers et l’efficacité énergétique en intégrant les objets connectés et le big data dans la gestion intelligente des bâtiments et réseaux d’énergie.

La Chaire, démarrée en janvier 2018, est soutenue par la Métropole Européenne de Lille avec 10 entreprises, Enedis, EDF, EffiPilot, Energic, MAD&TECH, Projex, Stereograph, Vinci Construction France, Vinci Energies, Greenbirdie, ainsi que des chercheurs du Laboratoire d’Electrotechnique et d’Electronique de Puissance de Lille, L2EP, du Laboratoire de Génie Civile et géo Environnement, LGCgE, et de l’Institut Catholique de Lille (en sciences humaines et sociales).

Au sein de la chaire « Smart Buildings as nodes of Smart Grid » les bâtiments, devenant intelligents, seront des participants de plus en plus actifs et intelligents dans l’écosystème énergétique, au-delà du simple service au smart grid. En effet, ils pourront s’optimiser à la fois individuellement et collectivement en interaction avec les occupants en temps réel et deviendront les noeuds des nouveaux réseaux intelligents, ou Smart Grids, en particulier électrique, mais potentiellement aussi des réseaux de chaleur ou de gaz par exemple.
La Chaire se veut novatrice et vise à :

  • considérer des bâtiments en réseau (bâtiments de nature différente, îlots cohérents énergétiquement, quartiers,…)
  • intégrer fortement toutes les dimensions de collecte de données (objets connectés)
  • interagir avec les usagers, exploitants et propriétaires (l’usager sera connecté avec le bâtiment via des capteurs et objets connectés, ce qui permettra d’optimiser l’énergie consommée en fonction des habitudes et besoins de ce dernier)
  • positionner les bâtiments comme des acteurs intelligents de réseaux d’énergie
  • intégrer tout le potentiel des plateformes numériques.

La Chaire s’attaque à plusieurs défis scientifiques, techniques, sociétaux et économiques :

  • Complexité d’un système multi-objets et multi-acteurs imbriqués agissant à différents horizons temporels avec différentes rationalités.
  • Gestion d’un grand nombre de données de natures diverses avec prise de décision pour une supervision en temps réel de l’énergie (la production, la consommation et le stockage), de l’usage des bâtiments…
  • Gestion mutualisée d’îlots de bâtiments (micro-réseaux d’énergie) répartis dans une ville reliée par des réseaux d’énergie publics (questions techniques et juridiques).
  • Optimiser la consommation d’énergie des technologies de l’information et réduire son coût environnemental.
  • Acceptabilité et implication des acteurs dans la durée.
  • Déploiement de l’internet interfaçant les objets et les personnes (ubiquitaire) avec actions en temps réel (crowd-sensing).
  • Géolocaliser des acteurs en temps réel au sein d’un îlot de bâtiments.

La Chaire a démarré en janvier 2018 en capitalisant sur de nombreux projets de recherches antérieurs. Elle implique 5 doctorants, 2 post-doctorants, des étudiants ingénieurs et une quinzaine de chercheurs permanents.

Les thèses concernent l’implication des différents acteurs d’un smart grid, la qualité de l’air au sein de bâtiments devenant intelligent, l’autoconsommation collective optimisée au moyen d’approche de type blockchain, le développement du BIM dynamique intégrant les usagers dans la gestion globale des bâtiments.

Au sein de l’Université Catholique de Lille, dans le cadre de son programme Live TREE, les bâtiments se transforment pour devenir des démonstrateurs de la transition énergétique et sociétale ; c’est ainsi que les bâtiments de HEI deviendront un smart building expérimental, avec le soutien de la Région Hauts-de-France, permettant de tester les innovations développées dans le cadre de la Chaire.

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Live TREE

Dans le cadre du projet démonstrateur « So MEL, So Connected », subventionné par l’Ademe et porté par la MEL en association avec Enedis, HEI et l’Institut Catholique testeront la faisabilité technique et la rentabilité des modèles d’autoconsommation dans le non résidentiel avec du photovoltaïque intégré au bâti, en pilotant des charges dont la recharge de véhicule électrique sur des parkings privés.

Des méthodes de gestion énergétiques développées par l’équipe Réseaux du L2EP seront testées en conditions réelles, et une collaboration avec des chercheurs en informatique sera mise en œuvre.

Un démonstrateur sera développé sur un îlot de bâtiments de l’Université Catholique de Lille (îlot associant HEI et l’Institut Catholique) dans le cadre du programme Live TREE (Lille Vauban-Esquermes en Transition Energétique, Ecologique et Economique) de l’Université.

Le pilotage de l’expérimentation sera réalisé depuis la plateforme Energie Electrique de HEI, constituant une première étape du développement de l’internet de l’énergie du campus de l’Université dans le quartier Vauban.

La Région Hauts-de-France soutient le programme Live TREE via un protocole signé avec l’Université Catholique de Lille. Yncréa Hauts-de-France contribue à l’ambition de l’Université Catholique de devenir un campus zéro carbone en 2035 dans le cadre du protocole Région-FUPL, en s’engageant sur le développement des actions suivantes :

  • Développer la production d’énergie renouvelable photovoltaïque locale intégrée au bâti sur les toits de HEI.
  • Développer les mobilités douces en déployant des installations de recharge de véhicules électriques avec un pilotage énergétique de la charge favorisant l’énergie d’origine renouvelable locale.
  • Développer le stockage de l’énergie électrique intégré dans les bâtiments et îlots de bâtiments de HEI.
  • Développer l’internet de l’énergie et l’amorce de l’internet of everything, entamer son déploiement sur les îlots de bâtiments du campus.

Les défis technologiques de la Troisième Révolution Industrielle : des réseaux d’énergie, des bâtiments, des transports… plus intelligents par Benoit ROBYNS, directeur de la recherche à HEI.

 

Green Chemistry

Dans le cadre d’Yncréa Hauts-de-France, une action structurante se développe en chimie verte entre HEI et l’ISA au moyen de plusieurs projets collaboratifs : OPTISTIM, ECOCATALYSEUR et BIFUN).

Projet ECOCATALYSEUR :

Elaboration d’éco-catalyseurs hétérogènes régénérables à partir de matériaux verts cultivés sur des sols contaminés : valorisation en synthèse organique et purification de matrices contaminées.

Ce projet vise la valorisation des « écocatalyseurs » dans la synthèse de molécules chimiques à haute valeur ajoutée (produits cosmétiques, principes actifs de médicaments ou candidats-médicament).

Partenaires et financeurs :

HEI, ISA, AAP « Matériels Verts Fonctionnels » Fondation de La Catho de Lille, Université du Havre, L’Oréal Paris, Florimond-Desprez et fonds FEDER.

Description :
Les travaux de chimie sont dirigés par Alina Ghinet à HEI et les travaux d’élaboration des « écocatalyseurs » sont dirigés par Christophe Waterlot à l’ISA. Le projet Ecocatalyseur fait actuellement l’objet de trois thèses de doctorat.

La problématique de gestion des sols agricoles, des sols de jardins et des sols de friches contaminés par les polluants métalliques reste une préoccupation majeure des instances de la région Hauts-de-France.

Ainsi, la reconversion de certains sols agricoles en vue de pérenniser une activité agricole dans cette région et la possibilité de trouver une vocation nouvelle des sols fortement anthropisés en milieu urbain sont primordiales. L’utilisation de biomasses végétales obtenue à partir de plantes non-hyper-accumulatrices de polluants métalliques obtenues avec des rendements modérés à élevés pourraient être une solution de gestion de ces sols si les voies de valorisation des biomasses végétales sont financièrement rentables.

Il s’agit dans le projet initial, d’amender ou pas des sols contaminés de manière à favoriser le transfert de certains polluants métalliques des sols vers les biomasses végétales tout en stabilisant d’autres polluants métalliques au voisinage de la rhizosphère dans le but de produire des catalyseurs multi-métalliques hétérogènes écologiques supportés sur de la Montmorillonite K10 par imprégnation en solution puis activés thermiquement afin de synthétiser des molécules à haute valeur ajoutée. Sont donc intégrées dans ce projet des attentes sociales et sociétales, les principes de la chimie durable et verte et le concept d’économie circulaire.

 

Projet OPTISTIM :

Optimisation de stimulateur de défenses de plantes biosourcés pour une lutte alternative en protection des cultures.

Partenaires :
Ecole des Hautes Etudes d’Ingénieur (HEI), Lille (Laboratoire de Chimie Durable et Santé)
Institut Supérieur d’Agriculture (ISA), Lille (laboratoire BioGAP)
Université du Littoral Côte d’Opale (ULCO), Calais (Equipe Mycologie)
Financement : HEI, ISA, AAP « Matériels Verts Fonctionnels » Fondation de La Catho de Lille, budget de maturation avec la SATT Nord
Budget global du projet : 457 k€

Description :
Le contexte actuel sur l’usage des pesticides en agriculture nécessite la recherche de méthodes alternatives à la lutte chimique conventionnelle.

Les SDPs constituent une méthode innovante pouvant contribuer à la diminution des intrants phytosanitaires (plan Ecophyto 2). Cependant, les SDPs commercialisés actuellement sont peu nombreux et présentent une efficacité limitée sur certaines cultures et certains bioagresseurs comme la septoriose du blé.

L’objectif principal du projet est l’identification de nouveaux stimulateurs de défense des plantes (SDPs) bio-sourcés et l’optimisation de leur efficacité sur le pathosystème blé-septoriose.

Ce projet associant deux équipes complémentaires d’Yncréa Hauts-de-France a permis de mettre au point des SDPs innovants pour pallier aux déficiences des produits SDPs actuels. Les produits obtenus pourront être par la suite étendus sur d’autres pathosystèmes.

Ce projet a permis d’identifier jusqu’ici 37 molécules efficaces sur les 58 molécules bio-sourcées testées. Le taux d’efficacité (% de réduction de la maladie) varie entre 15 % et 71 % pour le paramètre surface foliaire avec symptômes.

Une déclaration d’invention a été déposée à la SATT Nord sur le sujet ce qui a conduit au projet de maturation ELIDEGA (Eliciteurs dérivés du GABA et de l’acide pyroglutamique) N° M0351. Syngenta France s’est associé au projet.

 

Projet BIFUN

Biofongicides et stimulateurs de défense des plantes biosourcés : Servir la plante sans desservir l’Homme.

Partenaires :
Ecole des Hautes Etudes d’Ingénieur (HEI), Lille (Laboratoire de Chimie Durable et Santé)
Institut Supérieur d’Agriculture (ISA), Lille (laboratoire BioGAP)
Université de Technologie de Compiègne (UTC), Ecole Supérieure de Chimie Organique et Minérale (ESCOM) (laboratoire TIMR)
Oléon

Description :
A l’heure actuelle, l’agriculture durable doit faire face à de nombreux challenges, parfois contradictoires : en effet, elle doit assurer non seulement sa compétitivité, mais également répondre aux problématiques environnementales. Un des objectifs commun du projet « Agroécologie pour la France », du plan Ecophyto, du Plan National de Développement Agricole 2014 – 2020 est la réduction des intrants, et notamment des produits phytosanitaires conventionnels.

Dans le cadre du projet BIFUN, nous proposons de développer de nouveaux composés issus des ressources naturelles, modifiés par hémisynthèse en respectant les principes de la chimie verte, qui seront évalués en tant que biofongicides et de stimulateurs de défense des plantes, permettant de proposer de nouvelles solutions de biocontrôle.

En parallèle de leur activité sur la plante, leur innocuité pour l’Homme et l’Environnement sera évaluée par les partenaires biologistes et cliniciens, intégrés de façon très précoce au projet. Ainsi, seuls les composés ayant démontrés une forte activité sur plantes dénuée de toxicité seront proposés pour l’étude en champ.

Afin de mener à bien ce projet, nous aurons recours aux expertises complémentaires des équipes de chimistes (chimie verte et développement de produits actifs), de microbiologistes (experts en santé des plantes), de cliniciens (experts en santé humaine) et d’un partenaire industriel expert en formulation.

L’application des méthodes de développement pharmaceutique au secteur de la santé végétale permettra d’anticiper les éventuels impacts des produits en termes de toxicité et de métabolisme. Cette démarche innovante devrait accroitre l’efficacité de la sélection des composés vis-à-vis d’une potentielle homologation.

L’appui d’un partenaire industriel du secteur phytosanitaire nous permettra également d’anticiper le passage en champ, étape cruciale du développement des produits. Globalement, l’équipe constituée devrait conduire à une sélection rapide de composés capables d’intégrer le marché.

Une thèse cofinancée par HEI-Yncréa HdF et la Région HdF vient de démarrer sur le sujet.

UTSB

Unité de Traitements des Signaux Biomédicaux

L’objectif est de structurer une unité de recherche dans le domaine des signaux biomédicaux et participer au développement de la recherche clinique, à la valorisation industrielle et au transfert de compétences entre médecins et ingénieurs.

 

Cette démarche :

  •  permet d’enrichir et de préciser nos méthodes et modèles,
  • apporte une crédibilité supplémentaire à nos travaux,
  • est plébiscitée et reconnue par nos partenaires médicaux.

 

Thématiques :

  • Traitement numérique de l’image
    • Méthode de segmentation par contours actifs
  • Filtrage multi-composantes
    • Méthode AFOP/DAFOP (brevet)
  • Traitement du signal
    • Quantification des récurrences, entropie
    • Analyse temps-fréquence, classification des données
  • Robotique Humanoïde
    • Modélisation de marche d’enfants atteints de paralysie cérébrale

Projets :

  • Sclérose en plaques et posturométrie
  • Epilepsie
  • Electrophorèses
  • Exosquelette

Brevet d’invention : ‘Procédé de traitement de données permettant le filtrage d’artéfacts, adapté notamment à l’électroencéphalographie’. WO2011004078A1. Inventeurs : L. Peyrodie, S. Boudet, P. Gallois