Contribution au schema regional sur l’enseignement superieur et la recherche

LES ANNEXES

Contributions détaillées des établissements :

A/ Plateforme technologique « maîtrise de l’énergie et des énergies renouvelables dans les Hautes Pyrénées (IUT Tarbes-IUFM-Lycée technologique-professionnels-Lycée agricole-CFA)

B/ Perspectives sur les activités de recherche de l’équipe tarbaise du Latep

C/ Centre d’accueil – CRA

D/ Offre céramiques – ENI Tarbes

E/ Relations Internationales – IUT/ENIT

F/ Formation Licence/Master en astrophysique au Pic du Midi
G/ Licence Professionnelle « Management et Droit des Affaires immobilières »

ANNEXE A

ORGANISMES FORMATIONS TARBES – IUFM - LYCEES TECHNIQUES/ PROFESSIONNELS LYCEE AGRICOLE - CENTRE de FORMATION des APPRENTIS

Mise en place d’une PLATE FORME TECHNOLOGIQUE

MAITRISE de l’ENERGIE et ENERGIES RENOUVELABLES

dans le département des HAUTES PYRENEES

Le contexte :

1. 
   Depuis 11 ans (2000 à 2011), L’IUT de TARBES (Université Toulouse 3) et les organismes de formations (Lycées techniques, professionnels, Centre de Formations des Apprentis publics et privés, GRETA) collaborent sur les thèmes de la Maîtrise de l’Energie et des Energies Renouvelables. Il s’agissait essentiellement d’actions de formations qui permettaient de proposer une offre cohérente du niveau CAP, BAC, BTS/DUT et Licence Professionnelle. Ce sont actuellement 970 personnes / an qui sont formées dans ces thématiques (Électrique, Énergétique et Thermique) dont 217 élèves niveau CAP, 407 bacs pros, 264 étudiants DUT et BTS, 82 étudiants Licences Professionnelles. A la rentrée 2011, 54 étudiants se formaient en alternance sous contrat de professionnalisation et apprentissage. Ces formations ont permis d’améliorer les compétences des entreprises de la Région Midi Pyrénées et du Bassin de l’Adour (64 et 40). Cette collaboration a permis un début de mutualisation des plateaux techniques et des compétences des enseignants et des professionnels qui dispensent les enseignements.
   
2. 
   Cependant, compte tenu de l'évolution du contexte national et européen dans les domaines de la réglementation technique; de la libéralisation du secteur de l'énergie, de l'ouverture de nouveaux marchés vers une palette énergétique plus large; de la prise en compte du réchauffement climatique, les organismes de formations ont du répondre aux attentes des jeunes qui veulent s'orienter vers de nouveaux métiers porteurs.
   
3. 
   Par ailleurs, la demande des professionnels représentés par leurs syndicats respectifs (FFB, CAPEB, SYNASAV, AICF..) et les fournisseurs d’énergies (EDF, GDF SUEZ …) nous a conduit à développer des actions de partenariat avec eux dans le cadre du Grenelle de l’ENVIRONNEMENT (Formations FEEBAT, Label BBC, Qualibat, RT 2012…).
   

De son côté, l’IUT de TARBES participe activement au niveau national au Comité de Liaison des Énergies Renouvelables (CLER), au niveau régional au CLUSTER BATIMENT ECONOME de Midi Pyrénées, au niveau inter régional au Pôle de compétitivité Énergies Renouvelables DERBI et enfin au niveau international dans le cadre d’IMEDER (pays émergents de la Méditerranée).

Partant de ce constat, les partenaires ont souhaité élargir de manière durable leur collaboration avec les professionnels suivant 3 axes :

• 
  - Améliorer et accroitre la qualité de l'offre de Formation en mutualisation leurs compétences et leurs outils techniques
  

• 
  Répondre aux besoins de Transfert de compétences et de technologies des Artisans, des PME de Midi – Pyrénées pour des marchés nationaux et internationaux (pays émergents)
  

• 
  Développer de la Recherche appliquée sur des thématiques relatives à la Maîtrise de l'ENERGIE
  

(Systèmes Énergétiques, Enveloppe du bâtiment, Optimisation électrique) et Énergies Renouvelables en lien avec des PME innovantes.

• 
  L'introduction de cette démarche peut se faire à 3 niveaux différents et suivant un calendrier progressif :
  

A/ 1° étape ( 2012 – 2013): Au niveau des organismes de formation :

Adoption et application d’une convention cadre relative aux conditions techniques, administratives et financières de l’utilisation et du développement des plateaux techniques qui se spécialiseront en fonction des thématiques demandées par les milieux professionnels et les nouveaux contenus des programmes.

Objectif : Éviter la redondance des équipements, acquérir des outils spécialisés de formation par thématique et par établissement, attirer les meilleurs spécialistes et pédagogues sur les thématiques développées.

Organiser et communiquer sur une offre de formation cohérente vers les jeunes, les entreprises et collectivités publiques : Mise en place d’un serveur (organisation des formations, gestion des plateaux, mise en ligne de support numériques et vidéo, listing d’intervenants, gestion des stages et des offres d’emplois…), de portes ouvertes, de forum avec les entreprises, de formation de formateurs en lien avec l’INES (Institut National de l’Energie Solaire) et l’IUFM Midi Pyrénées.

Objectif : Appliquer une démarche qualité ISO pour les formations proposées et développer une cohérence de l’offre à l’échelle de Midi Pyrénées et du Bassin de l’ADOUR.

Thématiques déjà développées et à approfondir : Systèmes de combustion et de climatisation, de distribution, de régulation ; Pompes à chaleur multi sources, usages et géothermie ; Thermique solaire, Bois énergie ; Biogaz ; Photovoltaïque ; Eolien ; Hydraulique ; automatisation et régulation des systèmes de commande électrique pour l’énergie ( Bâtiment et transport).
Thématiques à créer : Cogénération GAZ, Biogaz et méthanisation ; création et optimisation des réseaux de chaleur ; régulation et gestion des systèmes d’éclairage public ; maintenance et supervision des systèmes d’exploitation de bâtiments et urbains ; compatibilité électromagnétique des systèmes électriques (courants porteurs forts et faibles) ; conception et gestion de l’enveloppe du bâtiment à partir de matériaux issus d’éco ressources agricoles et forestières.

Projets de formation : Bac pro STI2D en 2012 avec ouverture des 4 spécialités au niveau photovoltaïque complet, éolien, micro hydraulique ; BAC et BTS agricole en 2012-2013 option méthanisation et biogaz; BTS Technico commercial lié aux énergies renouvelables en 2014, BTS système constructif bois et habitat : Horizon 2014-2015 ; Département Génie Civil 3 parcours (TP, Bâtiment, Énergie) 2013-2014 ; Licence pro M3ER en apprentissage en 2012 ; MASTER renforcement formation de formateurs (IUFM) notamment dans les domaine de l’électronique et de l’électrotechnique ENR en 2013.

B/ 2° étape ( 2013- 2014) : Implication du milieu éducatif vers les professionnels et institutionnels dans le cadre du transfert de compétences et technologie.

Acquisitions d’outils techniques (Logiciels de simulation, systèmes d’acquisition de données, systèmes prédictifs de maintenance et de pannes, équipements de mesure et de caractérisation sur certaines thématiques ….).

Mise à disposition contractualisée à partir de cahier des charges mis en œuvre par les partenaires du système éducatif.

Recherche d’entreprises ou d’organismes professionnels qui souhaitent améliorer des produits existants et développer des écoproduits ; se créer de nouveaux marchés grâce à l’obtention de labels, de processus de certification ; animer des journées techniques sur des technologies innovantes ; développer des sujets techniques nouveaux à partir des projets tutorés ( 4 mois) et des stages ( 2 à 4 mois).

Contractualisation de ces prestations.

C/ 3° étape ( 2014 – 2016) : Recherche appliquée : acquérir une visibilité sur quelques thématiques spécifiques liées à l’enveloppe du bâtiment et aux technologies appropriées.

La plupart des enseignants chercheurs actuels sur le site du Pôle Universitaire tarbais travaillent dans des ou avec des laboratoires sur les problématiques liées à l’énergie sont localisés à TOULOUSE ( PHASE–UPS ; LAPLACE–UPS ; LAAS-CNRS ; LCA-ENSIACET - AGROMAT), à ALBI (RAPSODEE-EMAC) à PAU ( LATEPS-UPPA) et sur des thématiques différentes.

L’objectif de cette étape est de recentrer les thématiques des chercheurs actuels et futurs ( 10 créations de postes sont demandés pour la création de Génie civil) autour de l’enveloppe du bâtiment (Conception et caractérisation de matériaux ; comportement mécanique des matériaux dans les structures ; bâtiment économe) en relation avec des préoccupations scientifiques et environnementales. Cette démarche scientifique passe par la création et par la mise en place de nouveaux procédés de transformation permettant le fractionnement des productions agricoles ainsi que de leurs coproduits. Il consiste à mettre au point des techniques d'extraction, de séparation, de purification, de caractérisation, de détermination de structure, de fonctionnalisation qui permettront la valorisation des sous produits agricoles et forestiers appelés à remplacer progressivement les éléments constitutifs de l’enveloppe bâtiment. Ces problématiques appuieront aussi le développement la filière industrielle bois énergie et méthanisation qui commence à se développer dans notre région. Le laboratoire LMDC – INSA/UPS permettra par la création d’une antenne à Tarbes la création d’une équipe sur une thématique spécifique. La création d’un bâtiment équipé est indispensable pour regrouper ces équipes et développer ces thématiques propres à cette plate forme technologique.

Par la mise en réseau des laboratoires spécialisés dans les énergies renouvelables, le pôle de compétitivité DERBI qui demande l’extension de son champ d’action à la Région Midi Pyrénées permettra aux chercheurs du pôle tarbais de se rapprocher des équipes qui travaillent notamment déjà sur l’utilisation des Matériaux à Changement de Phases (MCP), mais aussi sur l’augmentation de l’inertie des murs, sur l’utilisation de stockages associés à l'énergie solaire et/ou à des pompes à chaleur, sur l’abaissement des températures de fonctionnement des cellules photovoltaïques, sur les stockages inter-saisonniers ou sur des réactions thermochimiques renversables, climatisation solaire …. Certaines de ces équipes sont localisées à BAYONNE, ZARAGOSSE et PAMPELUNE ce qui donnent une dimension interrégionale et internationale aux développement de la recherche appliquée de cette plate forme technologique. Les applications de cette recherche pourront s’appliquer aux pays émergents du pourtour méditerranéen avec qui nous commençons à être en collaboration dans le cadre de développement de technologies appropriées.

ANNEXE B


Perspectives des activités de recherche de l’équipe tarbaise du LaTEP
La qualité de l’air intérieur s’est aujourd’hui imposée comme étant l’une des préoccupations importantes des populations et des pouvoirs publics. A titre d’exemple, on peut citer dans ce domaine les récentes démarches globales visant à améliorer nos connaissances sur la qualité de l’air intérieur et les préventions sanitaires à mettre en place :

• 
  création en 2001 de l’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur (OQAI) ;
  
• 
  entrée en vigueur du règlement européen REACH¹ le 1^er juin 2007 ;
  
• 
  lois Grenelle 2009 et 2010 ;
  
• 
  Plan National Santé Environnement 2009-2013 ;
  
• 
  travaux du laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l’Air (LCSQA, http://www.lcsqa.org/) et du Centre Scientifique et Technique du bâtiment (CSTB, http://www.cstb.fr/) concernant l’élaboration de protocoles de surveillance de la qualité de l’air dans les établissements recevant du public ;
  
• 
  élaboration par le Haut Conseil de la Santé Publique (HCSP, http://www.hcsp.fr/) de valeurs repères d’aide à la gestion de l’air dans les espaces clos pour le formaldéhyde (2009), le benzène (2010) et le perchloroéthylène (2010) ;
  
• 
  mise en place de labels qualitatifs concernant les produits les moins émissifs (Ecolabel européen, norme NF Environnement, …) ;
  
• 
  élaboration par le CSTB de valeurs guides de la qualité de l’air intérieur et mise en place de protocoles d’évaluation des émissions de composés organiques volatils (COVs) par les produits et les équipements ; mise en place d’un étiquetage concernant l’émission de COVs par les produits de construction, les revêtements de mur ou de sol, les peintures et les vernis (décret n° 2011-321 du 23 mars 2011 et arrêté du 19 avril 2011 pour une mise en application prévue en 2012).
  

La contribution des espaces intérieurs à l’exposition des individus à cette pollution chimique est d’autant plus significative que les concentrations en polluants y sont généralement plus élevées qu’à l’extérieur (cf. figure 1) et que, dans nos pays tempérés, nous y respirons entre 80 et 90% de notre temps. L'augmentation des coûts de l'énergie et l'impérieuse nécessité d'assurer un développement durable obligent nos sociétés développées à adopter des politiques énergétiques strictes. A titre d’exemple, le Grenelle de l’Environnement a opté pour des objectifs ambitieux dans le domaine du bâtiment, en mettant en particulier le cap sur la construction de Bâtiments Basse Consommation (BBC), consommant en moyenne 50 kilowatts heure d’énergie primaire par mètre carré et par an. Cet objectif sera dès 2013 réglementairement généralisé à tous les bâtiments neufs.

Mais dores et déjà, l'isolation toujours plus élevée des habitats réalisée depuis les années 1970 au détriment d'un renouvellement d'air suffisant, est une des causes majeure de la dégradation de la qualité de l'Air Intérieur (AI). L’autre élément majeur qui contribue fortement à la dégradation de la qualité de cet air est l’utilisation de nouveaux matériaux de construction et de nombreux produits d’entretien. Les composés émis par ces sources sont de nature très variés. Parmi tous ces polluants, les COVs constituent une famille prépondérante, responsable d’une pollution spécifique des espaces confinés comme on peut le constater sur la figure 1.

COVs spécifiques à l’AI

Figure 1 : spécificité de l’AI : cas de la mesure de 20 COV dans 567 résidences françaises (étude de l’OQAI, adapté de Kirchner 2007)

Longtemps considéré comme un abri et une protection contre les aléas extérieurs, le bâtiment est par conséquent aujourd’hui ressenti par ses occupants comme une source potentielle de stress environnemental : les bâtiments ou les habitacles ne sont pas des remparts inviolables contre cette pollution ; bien au contraire, les matériaux qui les constituent et les activités dont ils sont le lieu sont intrinsèquement des sources de très nombreux polluants. Ainsi, de la même manière qu’il existe des risques sanitaires liés aux rejets gazeux industriels, ceux liés à l’atmosphère et aux ambiances intérieures sont de plus en plus pris en compte.

Les problèmes de santé liés à une mauvaise qualité de l’air intérieur ont déjà été largement observés, en lien avec la présence d’amiante, de radon, de formaldéhyde ou encore de moisissures. On sait aujourd’hui que la plupart de ces polluants gazeux ont des effets sur les écosystèmes ainsi que sur l’homme, même s’ils sont émis à de très faibles concentrations (du µg m^-3 à quelques centaines de µg m^-3 dans le cas de l’air intérieur).

En effet, environ 11 000 litres d’air transitent chaque jour vers les 70 m² de surface d’échange qui constituent notre appareil respiratoire, ce qui correspond à une consommation moyenne journalière de 14 kg d’air alors que nous n’ingérons que 1,5 kg/jour de nourriture et 2 kg/jour d’eau.

La préoccupation relative à la qualité de l’air que nous respirons quotidiennement est très directement liée à la prise en considération croissante des dimensions environnementales du bâtiment. Les objectifs de réduction des consommations énergétiques, qui impliquent une augmentation des mesures d’isolation, sont difficiles à concilier avec les objectifs sanitaires visant à préserver la santé des occupants. D’autre part, l’absence de matériaux alternatifs suffisamment connus et sains rend illusoire la suppression de ces sources de polluants. Pour toutes ces raisons, le traitement de l'air est un domaine appelé à se développer fortement dans l'avenir.
Dans cette conjoncture, les traitements actuels résultent d’un assemblage de différents procédés d'épuration des effluents gazeux industriels. Plusieurs procédés peuvent être décrits (cf. figure 2) selon que l’on cherche à éliminer les particules, les micro-organismes ou les polluants chimiques gazeux.
Tout comme pour les traitements d'effluents gazeux industriels, une première forme de classification de ces procédés consiste à faire la distinction entre les techniques destructives (photocatalyse, rayonnement UV germicide, ozonation, oxydation par ionisation, procédés biologiques...) et les techniques de transfert ou de captation/stockage (adsorption, absorption, filtration électronique et mécanique...). D'un point de vue pratique, l'utilisation de ces dernières pose le problème de la possible ré-émission des polluants vers l'ambiance et de la maintenance des appareils (changement ou régénération du filtre). Les techniques destructives basées sur l'oxydation des espèces chimiques gazeuses posent quant à elles l'épineuse question de la création de produits secondaires (intermédiaires réactionnels) qui peuvent être potentiellement dangereux pour la santé. Ces procédés présentent des efficacités très variables : les problèmes de sélectivité et de compétition entre composés, ou d'inhibition en présence d'eau, sont récurrents. Pour les procédés destructifs, la génération de sous-produits (comme l'ozone) est rédhibitoire et a déjà menée à des interdictions de commercialisation aux Etats-Unis. En conséquence, les procédés actuels de traitement de l’air intérieur ne permettent pas toujours d’atteindre les objectifs imposés par le législateur : parmi tous ces procédés, aucun n'est universel et chacun possède ses avantages et ses inconvénients.




Figure 2 : techniques d’épuration de l’air intérieur (adapté de Ribot et al, 2006).
Dans ce contexte, les deux procédés les plus étudiés scientifiquement sont l'adsorption et la photocatalyse. En outre, la majorité des études scientifiques réalisées jusqu'à présent ne prennent pas en compte les spécificités essentielles de la pollution de l’air intérieur, qui se caractérise par un très grand nombre de composés chimiques, aux propriétés physico-chimiques différentes, à de très faibles concentrations (de l’ordre de la dizaine à la centaine de µg m^-3), valeurs néanmoins supérieures aux concentrations limites correspondant à un risque sanitaire acceptable.

L'ensemble des études actuellement menées sont limitées, d'une part, par les méthodologies utilisées qui ne sont pas systématiquement représentatives des conditions réelles, et proviennent d'autre part de limitations technologiques (sélectivité du procédé, forte baisse d'efficacité en présence d'eau ou encore génération de sous-produits).

Les bio-procédés ont été étudiés pour traiter la pollution de l’air intérieur, via l'utilisation de plantes (Volverton) ou de biofilltres (Darlington). Les efficacités observées pour le traitement de la pollution de l’air intérieur par les bio-procédés sont en accord celles rencontrées dans le domaine industriel (en particulier pour le traitement des effluents gazeux des stations d'épuration d'eau et des unités de compostage), où les polluants sont très nettement plus concentrés. La biofiltration s'inscrit en outre clairement dans une démarche de développement durable : l'utilisation de déchets (comme le compost) en tant que milieu filltrant et l'absence d'utilisation de produits chimiques additionnels en font un procédé respectueux de l'environnement.

C’est dans cette optique que l’équipe tarbaise « traitement de l’air et des effluents gazeux » du Laboratoire de Thermique, Energétique et Procédés (LaTEP) de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour (UPPA) a mené depuis le début des années 2000 des études originales sur le traitement de l’air intérieur dans des conditions réelles, par biofiltration puis par couplage de procédés (biofiltration/adsorption) ; ce type d’études n’avaient jusqu’à présent été abordées que pour des concentrations en polluants très nettement supérieures. Les résultats que nous avons obtenus montrent que les concentrations rencontrées dans l’air confiné changent considérablement le comportement des procédés : les phénomènes physico-chimiques et biologiques rencontrés à ce niveau de pollution restent à étudier.

Pour reconquérir la qualité de l’air que nous respirons, sans inconvénient supplémentaire pour l’environnement (c’est à dire avec des émissions minimales de sous-produits et/ou de microorganismes et une faible consommation d’énergie), la nécessaire amélioration des procédés physico-chimiques et biologiques d’élimination des polluants nous conduit à explorer des voies de rupture pour élaborer un nouveau dispositif de traitement des COVs et des particulaires contenues dans l’air intérieur. Ce nouveau dispositif sera susceptible d’intéresser un très grand nombre de domaines d’application : traitement de locaux et protection des personnes (habitacles, habitats, chambres propres…), conditionnement de composés en amont de procédés réactifs (électronique), etc.

La réalisation de ces études impose la mise en place de collaborations scientifiques pluri-disciplinaires. En effet, il est nécessaire de mieux connaître les propriétés d’adsorption sélective des adsorbants ou de mélange d’adsorbants, aujourd’hui encore mal connue dans ces conditions, ce qui nécessite la caractérisation à l’échelle moléculaire de leurs propriétés de sorption vis-à-vis des polluants. Des études par spectroscopie IR-TF de la co-adsorption de polluants sur adsorbants (Zéolithes, oxydes mixtes,...) devront être menées. L’aspect caractérisation de l’état de surface de ces matériaux (techniques microscopiques, MEB…) pourra être réalisé en collaboration avec le LGP de l’ENIT. L’obtention d’adsorbants performants peut par ailleurs nécessiter de modifier la composition, la structure ou l’organisation de matériaux existants. Il faudra également mieux appréhender les phénomènes d’adsorption des polluants à l’échelle microbienne. Les souches microbiennes actives devront être identifiées, ce qui implique des collaborations étroites avec des microbiologistes locaux et/ou internationaux. L’évolution microbiologique du système biologique étudié (biofiltre) doit être connue au cours du temps, ce qui passe par un inventaire moléculaire des communautés bactériennes tout au long du traitement ; une caractérisation de microorganismes pathogènes permettra en outre de vérifier l’innocuité du traitement (absence de microorganismes pathogènes). L’aspect système joue également un rôle fondamental : les performances globales du dispositif dépendent de la nature des différents procédés couplés. La encore, les collaborations avec les agences et les organismes spécialistes du bâtiment ou des transports (automoboles, aéronautique, ferroviaire), est essentielle.

La modélisation, indispensable pour comprendre les phénomènes à l’échelle du système, sera poursuivie. L’adaptation des microorganismes aux très faibles niveaux de concentration des polluants d’une part, et aux variations importantes et brutales de ces concentrations en entrée (pics de pollution), liées aux phénomènes d’adsorption-désorption des adsorbants d’autres part, doit finalement être étudiée.

Pour résumer, les questionnements scientifiques restent nombreux, notamment en ce qui concerne l’efficacité de ces systèmes d’épuration suivant des critères sanitaires et énergétiques en configuration d’utilisation réelle.

Le choix du LaTEP est de développer à Tarbes toutes les activités de recherche qui intéressent le développement de systèmes d’épuration des polluants qui soient performants en termes de santé, de consommation énergétique et de coût. L’un des enjeux essentiels de ces prochaines années est de consolider notre installation à Tarbes (ce qui passe nécessairement par des locaux pérennes bien équipés) et par le renouvellement d’un parc de machines performantes, notamment dans le domaine de l’analyse.