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Couty Philippe

Couty Philippe

Chargé de cours HES

Compétences principales

Photovoltaïque

Energies renouvelables

Stockages électriques

Stockage hydrogène

Simulation de systèmes

Gestion de projets

Mathématique et physique

  • Contact

  • Enseignement

  • Recherche

  • Publications

  • Conférences

  • Portfolio

Contrat principal

Chargé de cours HES

Bureau: HEIA_B30.06

Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg
Boulevard de Pérolles 80, 1700 Fribourg, CH
HEIA-FR
Institut
Energy - Institut de recherche appliquée en systèmes énergétiques
BSc HES-SO en Génie électrique - Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg
  • Gestion de projet
BA HES-SO en Architecture - Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg
  • Energie

Terminés

Hydrogène renouvelable par électrolyse hybride haute pression

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: Innochèque 65187.1 INNO-EE

Description du projet :

Dans le but d'augmenter l'efficacité, de diminuer les coûts et la complexité, l'objectif du projet est de concevoir une boucle hydraulique haute pression pour électrolyseurs. La haute pression sera obtenue à l'aide d'une pompe hydraulique et d'un système d'air comprimé. Cette solution permettra de s'affranchir du compresseur, voire même du sécheur et donc d'utiliser moins d'énergie pour la mise en pression et de réduire ainsi le coût global du système de stockage. L'électrolyseur haute pression fonctionnera sur batterie et onduleur chargeur de manière à exploiter le 100% des énergies renouvelables y compris l'hiver avec de faibles productions PV.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Couty Philippe , Niederhäuser Elena-Lavinia

Partenaires académiques: Institut ENERGY, HEIA-FR

Partenaires professionnels: Couty, TECPHY sàrl

Durée du projet: 20.12.2022 - 01.07.2023

Statut: Terminé

IER-BAT Intégration des énergies renouvelables dans le bâtiment

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: SLL

Description du projet :

Etude de l’intégration des composants solaires actifs thermiques et photovoltaïques dans un portfolio de bâtiments existants, d'abord étudié depuis la perspective de l’efficience énergétique.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Couty Philippe , Schwab Stefanie

Durée du projet: 01.01.2017 - 01.01.2018

Montant global du projet: 70'000 CHF

Archivage des données: ttps://www.smartlivinglab.ch/fr/projects/ier-bat-integration-des-energies-renouvelables-dans-le-batiment/

Statut: Terminé

Swiss Living Challenge l'équipe suisse laureate de la compétition d'habitat solaire Solar Decathlon US 2017 Denver Colorado

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Description du projet :

Projet pédagogique à travers toutes les filières Bachelor, les instituts Tranform et Energy se sont impliqué dans ce projet interdisciplaire.

Vainqueur du Solar Decathlon 2017, la maison solaire NeighborHub permet à la population locale d’imaginer un avenir meilleur. Après son succès à la compétition internationale d’habitat solaire à Denver (USA), le NeighborHub revit au sein du Smart Living Lab de Fribourg. La maison solaire suisse, conçue par des étudiants et des professeurs de quatre hautes écoles (EPFL, HEIA-FR, HEAD et UNIFR), a été reconstruite sur le site de blueFACTORY. Cette maison solaire qui propose une nouvelle manière de vivre, collective et environnementale, a été pensée comme un lieu de rencontre pour les citoyens, afin de développer des solutions en faveur d’un avenir plus durable.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Couty Philippe

Durée du projet: 01.01.2015 - 31.12.2017

Statut: Terminé

Carbon correlation experimentation
AGP

Rôle: Collaborateur/trice

Description du projet : Electricity production is achieved by different processes (e.g. nuclear plants, fossil fuels, and renewables) with different environmental impacts and different production capacities. To provide the necessary amount of electrical energy, different sources of different qualities are combined together. As a result, the carbon content of the electricity mix varies with time over the course of each day and in the course of each year. The intensity of usage and the design of a building induce variations in energy consumption at the same time. In its 2050 energy strategy, Switzerland has proposed new policies to tackle climate change and decrease greenhouse gas (GHG) emissions. The scope of synchronising a low-environmental-impact electricity supply and the building's electricity consumption is addressed in this experiment. The scope of the study is limited to the smart living building.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Robyr Jean-Luc , Couty Philippe , Niederhäuser Elena-Lavinia

Partenaires académiques: Canton de Fribourg; EPFL

Durée du projet: 04.03.2016 - 31.03.2017

Montant global du projet: 80'000 CHF

Statut: Terminé

2024

Une stratégie pour décarboner les bâtiments :
Article professionnel ArODES
production photovoltaïque et stockage d'énergie sous forme d'hydrogène

Sergi Aguacil, Philippe Couty, Jean-Philippe Bacher

bulletin.ch = Fachzeitschrift und Verbandsinformationen von Electrosuisse und VSE = Bulletin SEV/AES : revue spécialisée et informations des associations Electrosuisse et AES,  2024, 7

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Résumé:

La forte augmentation de la production photovoltaïque fait émerger de nouveaux besoins. L’évolution des tarifs de rétribution pour l’injection ainsi que le déséquilibre entre la production estivale et la demande hivernale rendent le stockage saisonnier pertinent. L’hydrogène, malgré son coût élevé, pourrait offrir une solution prometteuse.

2022

Building-integrated photovoltaics (BIPV) combined with hydrogen-based electricity storage system at building-scale towards carbon neutrality
Article scientifique

Couty Philippe, Bacher Jean-Philippe, Sergi Aquacil, Yvan Morier

Proceedings of the Central Europe towards Sustainable Building (CESB22), 4-6 July 2022, Prague, Czech Republic, 2022

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Rapport “Motorisation à l’hydrogène des bus de transport public”
Article scientifique
Etude P-155

Couty Philippe, Nellen Christian, Antoine Maltey

OFT, 2022

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Résumé:

A côté de la mobilité électrique, les véhicules fonctionnant à l’hydrogène sont un instrument également susceptible de contribuer à la décarbonation du trafic. L’Office fédéral des transports (OFT) a récemment donné son feu vert à des essais avec un bus à hydrogène. Il a aussi mandaté des études pour faire le point sur les perspectives de cette technologie dans les transports publics.

2021

Competition and Living Lab Platform (Annex 74) Science & Technology (Subtask A) :
Livre ArODES
topical papers

Karsten Voss, Sergio Vega Sánchez, Sebastian Herkel, Manuel Lämmle, Günther Munz, Jean-Philippe Bacher, Martin Boesiger, Philippe Couty, Ryan Siow, Dimitri Torregrossa, Jan Martin Müller, Frauke Rottschy, Moritz Stark, Andreas Häberle, Igor Bosshard, Florian Ruesch, Nathan Van Den Bossche

2021,  Wuppertal : University Wuppertal,  111 p.

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2020

Battery storage systems for building applications
Article professionnel ArODES

Philippe Couty, Dimitri Torregrossa, Jean-Philippe Bacher

Energy in Buildings and Communities Programme (EBC),

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Photovoltaic systems
Article professionnel ArODES

Philippe Couty, Martin Boesiger, Jean-Philippe Bacher

Energy in Buildings and Communities Programme (EBC),

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2019

First solar hydrogen storage in a private building in Western Switzerland : building energy analysis and schematic design
Article scientifique

Couty Philippe

Journal of Physics: Conference Series, 2019 , vol.  1343

Résumé:

Self-sufficiency of buildings with carbon emission reduction can be obtained thanks to the introduction of Photovoltaics systems coupled with Hydrogen seasonal storage. To be self-sufficient over the year, the electricity converted to hydrogen by electrolysis during the sunny season can be re-used with the help of fuel cells during the winter season. This article is dealing with the dimensioning methodology of a solar PV hydrogen-electrochemical system for self-sufficient buildings. We introduce the case study of the first private building in western Switzerland that will be equipped with solar hydrogen storage. Calculation results of the dimensioning of the PV system with storage will be presented. The life cycle assessment and the calculations of the environmental indicators GWP and CED will be introduced.

2018

Integrating hourly life-cycle energy and carbon emissions of energy supply in buildings
Article scientifique ArODES

D. Vuarnoz, S. Cozza, T. Jusselme, Gabriel Magnin, T. Schafer, Philippe Couty, Elena Lavinia Niederhauser

Sustainable Cities and Society,  2018, vol. 43, pp. 305-316

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Résumé:

Huge amount of energy resources greenhouse gas (GHG) emissions is devoted to the built environment. Therefore, an accurate assessment method of these indicators is compulsory. To take advantage of the temporal variation in the primary energy use and associated GHG emissions of the energy supply, we propose two ways of integrating hourly life-cycle conversion factors in building energy systems. First, to appraise the energy system design, we developed a versatile modelling and performance assessment framework using a multi-criteria approach. The simulated performances of possible energy systems are compared, and help designers systematically choose appropriate energy production and storage systems. Second, for the operation of the building, we propose an energy management procedure (EMP) that always feeds in the energy source with the least global warming potential (GWP). These two developments are tested on a case study consisting in an architectural project that should respect the 2000 W society targets. The running conditions of several energy systems are simulated and compared. The most promising scenario is identified. Compared to traditional methods, the assessment framework has a promising future but the GWP-based energy management procedure offers, in the context of the case study, limited GHG emissions mitigation at very high primary energy cost.

2017

Avec le soleil pour seule source d'énergie :
Article professionnel ArODES
développement de l'installation électrique d'une habitation zéro énergie

Moncef J. Lalou, Philippe Couty

bulletin.ch = Fachzeitschrift und Verbandsinformationen von Electrosuisse und VSE = Bulletin SEV/AES : revue spécialisée et informations des associations Electrosuisse et AES,  2017, vol.10, pp. 43-46

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Résumé:

La conception de l’habitat du futur, dont les besoins énergétiques doivent pouvoir être couverts uniquement par le soleil, fait l’objet du concours académique Solar Decathlon US 2017 organisé en octobre à Denver. L’équipe suisse y participera avec son bâtiment NeighborHub conçu et réalisé par une cinquantaine d’étudiants.

Solar Energy in retrofitting building :
Article scientifique ArODES
10 case studies of integration in the residential heritage of the 20 th century in Western Switzerland

Philippe Couty, Elodie Simon

Energy Procedia,  2017, vol. 122, pp. 931-936

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Résumé:

The main purpose of the research is to suggest qualitative and efficient integrated solutions of solar energy into existing buildings in a delicate balance between energy production and respect of the building quality and its context. Solar capture is integrated into the building envelope according to harmonious composition respecting the global architectural logic. Calculations show that existing buildings have significant potential for solar integration on both roofs and facades. The research raises many questions about the way we apply solar panels on the different parts of a building and encourages developments of products as photovoltaic and thermal panels towards sustainable buildings.

Positive energy building with PV facade production and electrical storage designed by the Swiss team for the U.S. Department of Energy Solar Decathlon 2017
Article scientifique ArODES

Philippe Couty, Moncef J. Lalou, Peter Cuony, Samuel Cotture, Victor Saade

Energy Procedia,  2017, vol. 122, pp. 919-924

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Résumé:

In the framework of the Solar Decathlon 2017 in Denver, Colorado, the Swiss team will propose a community house powered by solar energy and smart grid interaction. Thanks to an integrated design with multi-oriented façades, which were boosted by customized opening gates equipped with c-Si PV panels and power optimizers, a net positive energy building has been realized. An energy management system has been implemented to monitor and control the 9.715 kWp PV system and the electrical storage of 10.8 kWh capacity. The realized microgrid has been modelled and simulations have been performed using hourly meteorological data. As first results, measured BIPV production during the building commissioning has been compared with the simulated production at Fribourg.

Positive energy building with PV facade production and electrical storage designed by the Swiss team for the U.S. Department of Energy Solar Decathlon competition 2017 Denver Colorado
Article scientifique
Distributed Urban Energy Systems (Urban Form, Energy and Technology, Urban Hub)

Couty Philippe, Lalou Moncef Justin

Energy procedia, 2017 , vol.  122, pp.  919-924

Résumé:

In the framework of the Solar Decathlon 2017 in Denver, Colorado, the Swiss team will propose a community house powered by solar energy and smart grid interaction. Thanks to an integrated design with multi-oriented façades, which were boosted by customized opening gates equipped with c-Si PV panels and power optimizers, a net positive energy building has been realized. An energy management system has been implemented to monitor and control the 9.715 kWp PV system and the electrical storage of 10.8 kWh capacity. The realized microgrid has been modelled and simulations have been performed using hourly meteorological data. As first results, measured BIPV production during the building commissioning has been compared with the simulated production at Fribourg.

Solar Energy in retrofitting building: 10 case studies of integration in the residential heritage of the 20th century in Western Switzerland
Article scientifique
Sustainable Building Envelopes (Ecobuildings, Retrofit, Performance Gap)

Couty Philippe, Elodie Simon

Energy procedia, 2017 , vol.  122, pp.  931-936

Résumé:

The main purpose of the research is to suggest qualitative and efficient integrated solutions of solar energy into existing buildings in a delicate balance between energy production and respect of the building quality and its context. Solar capture is integrated into the building envelope according to harmonious composition respecting the global architectural logic. Calculations show that existing buildings have significant potential for solar integration on both roofs and facades. The research raises many questions about the way we apply solar panels on the different parts of a building and encourages developments of products as photovoltaic and thermal panels towards sustainable buildings.

“Avec le soleil comme seule source d’énergie”
Article professionnel
Développement de l’installation électrique d’une habitation zéro énergie

Couty Philippe, Lalou Moncef Justin

bulletin.ch, 2017 , vol.  3.10

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Résumé:

Thèmes : Autoconsommation , Énergies renouvelables

La conception de l’habitat du futur, dont les besoins énergétiques doivent pouvoir être couverts uniquement par le soleil, fait l’objet du concours académique Solar Decathlon US 2017 organisé en octobre à Denver. L’équipe suisse y participera avec son bâtiment NeighborHub conçu et réalisé par une cinquantaine d’étudiants.

2023

Système de stockage de l’électricité photovoltaïque à base d’hydrogène à l’échelle d’un bâtiment
Conférence
Exemple du bâtiment du Smart Living Lab

Couty Philippe

Conférence BIC, 11.05.2023 - 11.05.2023, Halle bleue Fribourg

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Résumé:

« Stockage de l’énergie : le défi posé par les énergies renouvelables »

La crise énergétique a mis en évidence la nécessité de développer des solutions de stockage de l’énergie afin de pouvoir passer l’hiver sans recourir aux énergies fossiles. En effet le défaut principal des énergies renouvelables est leur décalage entre la production et la consommation. Cette conférence permettra de faire le tour de solutions de stockage déjà existantes sur le marché et de présenter des pistes innovantes

Annonce CISBAT2023

2022

Building-integrated photovoltaics (BIPV) combined with hydrogen-based electricity storage system at building-scale towards carbon neutrality
Conférence ArODES

Sergi Aguacil, Yvan Morier, Philippe Couty, Jean-Philippe Bacher

Proceedings of the Central Europe towards Sustainable Building (CESB22), 4-6 July 2022, Prague, Czech Republic

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Résumé:

Electricity storage technologies in buildings are evolving, mainly to reduce their environmental impact and to improve self-sufficiency of buildings that produce their own energy through Building-Integrated Photovoltaics (BIPV) installations. To maximize self-consumption – minimizing the import of grid electricity – photovoltaic (PV) systems can be coupled with a hydrogen storage system converting the electricity to hydrogen by electrolysis during the summer season – when the on-site production is higher – and employing it during the winter season with fuel cells. This study focuses on the sizing constraints of solar hydrogen systems at building-scale using an innovative research-centre that will be built in Fribourg (Switzerland). It presents four stories and a mix-usage (office spaces and research facilities areas) and multi-oriented PV installation in order to produce enough electricity to achieve at least 50% of electricity self-sufficiency ratio. Using the PV production, this study aims to optimise the sizing of a hydrogen storage system allowing to reach the required self-sufficiency ratio with the lowest environmental impact possible. Ultimately, the global energy and financial efficiency of the system will be analysed.

2021

Hydrogen-based electricity storage optimization on buildings by coupling thermal and photovoltaic electricity production towards carbon neutrality
Conférence ArODES

Yvan Morier, Sergi Aguacil Moreno, Philippe Couty

Journal of Physics: Conference Series ; Proceedings of CISBAT 2021 Carbon-neutral cities - energy efficiency and renewables in the digital era, 8-10 September 2021, Lausanne, Switzerland

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Résumé:

Self-sufficiency (SS) of buildings with low greenhouse gas (GHG) emissions can be obtained using photovoltaics (PV). To maximize self-consumption - minimizing the import of grid electricity - PV can be coupled with a hydrogen storage system converting the electricity to hydrogen by electrolysis during the summer season, when the on-site production is higher, and using it during the winter season with fuel cells. This article deals with the sizing constraints of solar hydrogen systems at building-scale. The future building for the Smart Living Lab (SLL) in Fribourg (Switzerland) has been taken as case study. It has four stories and a mixed usage (Office-building and Research facilities), with a multi-oriented PV installation in order to produce enough electricity to achieve at least 50% of self-sufficiency. Using the PV production, this study aims to optimise the sizing of a hydrogen storage system allowing to reach the required self-sufficiency ratio. Finally, a comparison of the global efficiency of the system for three different demand-side scenarios.

2017

Market potential and acceptance of building integrated PV (BIPV) solutions, a practical approach
Conférence ArODES

Martin Boesiger, Philippe Couty, Jean-Philippe Bacher

Proceedings of the 12th Conference on Advanced Building Skins, 2-3 October 2017, Bern, Switzerland

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Résumé:

Despite technological progress and costs reductions of PV systems, only a marginal part of the solar electricity potential of BIPV is currently harnessed, although BIPV could effectively contribute to the energy transition toward a sustainable electricity production. This study focuses on the market potential of BIPV in the urban renewal process of Neuchatel’s city, a representative example of middle-size cities of the Swiss Plateau. A study of building permits and a statistical analysis of photovoltaic installations commissioned in recent years have demonstrated the growing potential of renovation or transformation of multi-storey residential buildings with progressive densification of urban areas in Switzerland. Then, this research followed a pragmatic approach, interviewing architects on choices they made for their specific renovation project as well as their viewpoint and beliefs towards PV and BIPV. Answers were examined and compared to interviewees profiles, taking into account their knowledge on BIPV and their proneness to install BIPV products. An acceptance model was used to evaluate the influence of different factors which generate the behavioral intention or enable action. Conclusions shows that the principal obstacle to the BIPV is the lack of knowledge about this technology. Then come obstacles of the lack of market pull and the too high cost investment.

Réalisations

2020

Le NeighborHub , projet Swiss Living Challenge

 2020 ; Compétition Solar Decathon US 2017 Denver Colorado

Collaborateurs: Couty Philippe

Vainqueur du Solar Decathlon 2017, la maison solaire NeighborHub permet à la population locale d’imaginer un avenir meilleur. Après son succès à la compétition internationale d’habitat solaire à Denver (USA), le NeighborHub revit au sein du Smart Living Lab de Fribourg. La maison solaire suisse, conçue par des étudiants et des professeurs de quatre hautes écoles (EPFL, HEIA-FR, HEAD et UNIFR), a été reconstruite sur le site de blueFACTORY. Cette maison solaire qui propose une nouvelle manière de vivre, collective et environnementale, a été pensée comme un lieu de rencontre pour les citoyens, afin de développer des solutions en faveur d’un avenir plus durable.

Reconstruit au printemps 2018 dans le quartier d’innovation blueFACTORY, le NeighborHub est modulable grâce à son architecture flexible, son ameublement mobile et dépliable et son design intérieur pouvant s’adapter à des activités variées, telles que repair café, potagers urbains, cours de cuisine écoresponsable ou encore conférences. Les activités et services proposés sont en lien avec sept champs d’action : l’utilisation d’énergies renouvelables, la mobilité, la gestion de l’eau et des déchets, l’alimentation, la biodiversité et le choix des matériaux.

En plus de son rôle de coeur de quartier, le NeighborHub est utilisé comme prototype de recherche au sein du Smart Living Lab pour les aspects de gestion de l’énergie, de confort et d’interactions avec les utilisateurs.

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