Sujet de thèse :
Electrification rurale par mini-réseau.
Conception de systèmes multi-sources permettant une contribution accrue des énergies renouvelables

Description :
Aujourd’hui le problème de l’accès à l’énergie électrique se pose encore pour près de 2 milliards d’individus. Pour la grande majorité d’entre eux, les seules solutions existantes sont le système d’électrification individuel (solar home system) ou le groupe électrogène qui alimente un réseau local. Cependant, ces deux alternatives ont montré leurs limites d’un point de vue socio-économique. Le recours aux énergies renouvelables et leur intégration dans un réseau local en complément du groupe électrogène trouve sa justification économique et technique dans son caractère modulaire permettant une extension aisée du réseau pour faire face à une évolution rapide de la demande. Le mini-réseau, tel qu’on le considère ici, est un système électrique autonome comportant divers moyens de production (générateur photovoltaïque, groupe électrogène, éolienne, voire pile à combustible) et de stockage. La puissance sera comprise entre quelques dizaines et quelques centaines de kW.Le travail de thèse portera sur la mise au point d’un outil de conception d’un mini réseau, indiquant le choix de l’architecture la plus appropriée pour maximiser la contribution d’énergie d’origine renouvelable. L’objectif est d’aboutir à un dimensionnement adéquat des moyens de production et de stockage allié à un fonctionnement du mini-réseau qui intègre la notion de durée de vie des composants. L’optimisation de la gestion de la production, du stockage et de la consommation constitue une part importante du travail de thèse.Ce travail s’inscrit dans la continuité des travaux développés précédemment qui ont cependant gardé le côté spécifique de leurs cas d’applications. Il conviendra ici de développer une méthodologie et des algorithmes génériques, capables de s’adapter aux différentes configurations et contraintes : moyens de production et de stockage envisagés, niveaux d’action possibles sur les charges, critères pris en compte (énergétiques, économiques, environnementaux). L’approche choisie devra prendre en considération les incertitudes sur la charge et sur la production d’origine renouvelable. La généralisation à des réseaux plus étendus sera également examinée.Une validation expérimentale de l’outil s’effectuera pour quelques cas d’application sur la plate-forme mini réseau du CEP (5 champs photovoltaïques, un groupe électrogène, un parc de batteries, 5 charges, 12 lignes électriques) nouvellement développée et opérationnelle depuis septembre 2005.