Développement des outils de modélisation prospective TIMES-France et TIAM-FR

Le programme de recherche en modélisation prospective du Centre de Mathématiques Appliquées repose sur l'optimisation d'une représentation technico-économique du système énergétique à l'aide du modèle MARKAL-TIMES (Allocation de marché). MARKAL-TIMES est un corpus méthodologique développé dans le cadre de l’ETSAP (Energy Technology Systems Analysis Program), un consortium international sous l’égide de l'Agence internationale de l'énergie (dont le CMA est le représentant officiel du gouvernement français à l'AIE/ETSAP). Le CMA développe notamment ces modèles à l'échelle nationale (TIMES-France) et mondiale (TIAM-FR).

TIMES-France

Responsable : Edi ASSOUMOU

Les modèles de planification long terme issus de la famille des modèles MARKAL/TIMES (MARKet ALlocation/ The Integrated Markal Efom System) sont au centre des activités de modélisation de la Chaire. Cette démarche repose sur l’optimisation d’une représentation technico-économique du système énergétique. Le corpus méthodologique sur lequel elle s'appuie est développé au sein de l’ETSAP (Energy Technology Systems Analysis Programme), programme de coopération internationale sous l'égide de l’Agence Internationale de l’Energie, AIE.

Les périmètres géographiques de déploiement de cette approche au CMA sont la France, l'Europe et le Monde. Le CMA a particulièrement investi dans le développement du modèle France, unique, pour lequel des développements et améliorations sont permanents depuis 2003. D'abord focalisé sur la question électrique, le modèle a évolué successivement vers une représentation d'ensemble du système énergétique, puis vers un raffinement de certains sous-secteurs ou modules. Ces évolutions continues concernent notamment la biomasse, le secteur électrique, les secteurs résidentiels et des transports et la révision des bases de données technologiques. Le modèle TIMES-France permet d'évaluer pour la France les implications de différents scénarios énergétiques : le facteur 4, la valeur du carbone, la sortie du nucléaire notamment. En 2013, il a été utilisé dans le cadre de travaux de recherche menés avec l’IRENA pour évaluer les conditions d’un doublement de la part de marché des énergies renouvelables.

TIAM-FR

Responsable : Sandrine SELOSSE

Le CMA développe également le modèle TIAM-FR (Times Integrated Assessment Model) qui est la version française du modèle monde TIAM, de la famille des modèles ETSAP-TIMES.
A l’aide de l’outil TIAM-FR, sont développés des scénarios de contraintes carbone afin de mettre en avant les impacts régionaux des enjeux mondiaux d’engagements de réductions d’émissions de CO₂ de différentes régions du monde (engagements post COP15). Parallèlement à ces scénarios, sont développés des scénarios de déploiement de technologies, par exemple de capture et séquestration du carbone, qui permettent de discuter la plausibilité technico-économique des politiques climatiques.
Quelques travaux probants : la concentration atmosphérique de CO₂, les émissions mondiales et régionales de GES, le coût marginal du CO₂ en situation de contrainte d’émissions, le mix énergétique mondial et régional, les investissements technologiques (CSC, énergies renouvelables), suivant différentes régions du monde (15) et différents secteurs d’activités.

La collaboration initiée en 2011 par Sandrine SELOSSE avec le Laboratoire d’Economie d’Orléans (LEO) afin d’analyser différents scénarios de déploiement de technologies de capture de carbone dans des centrales biomasse (BECCS) et d’en discuter les mécanismes incitatifs, s’est poursuivie en 2013. TIAM-FR s’est alors notamment vu étendre à la prise en compte de différentes technologies de co-combustion de charbon et de biomasse (avec ou sans technologie de capture de CO₂) et des scénarios de potentiels régionaux de séquestration de carbone (onshore, offshore) ont été étudiés et ont fait l’objet de publications. Dans le cadre d’un consortium impliquant 10 centres de recherche européens utilisateurs du modèle TIAM et visant au développement de la version officielle de l’ETSAP du modèle TIAM, la contribution du CMA a porté sur la désagrégation du secteur électrique africain en trois sous-régions afin de tenir davantage compte des contrastes économiques et énergétiques au sein de l’Afrique. Des analyses sur la question de l’accès à l’énergie de ces sous-régions ont également été réalisées et présentées lors de conférences internationales notamment à la COP 19 à Varsovie.