Chaque année, Think Smartgrids remet un prix de thèse à de jeunes chercheurs dont les travaux se sont distingués par leur qualité et leur contribution aux smart grids et à la transition énergétique. Les thèses récompensées cette année permettent notamment de proposer des solutions concrètes aux nouveaux défis auxquels sont confrontés les gestionnaires de réseaux dans le cadre de la transition énergétique, avec des systèmes toujours plus complexes et moins prévisibles du fait de la part croissante des énergies renouvelables dans le mix électrique et de l’essor de nouveaux usages de l’électricité.
Mercredi 18 janvier, lors des vœux de l’association, trois prix ont été remis pour récompenser des thèses remarquables pour leurs apports aux smart grids. Ces prix ont été décernés par le Conseil scientifique de Think Smartgrids, présidé par Nouredine Hadjsaid (Grenoble INP) et vice-présidé par Pierre Mallet (Enedis). Chaque gagnant recevra un montant de 2 000 € grâce au soutien de RTE, Enedis et EDF, et s’est vu offrir l’opportunité de présenter ses travaux devant des professionnels du secteur.
Le prix féminin a été remis à Emily Little pour sa thèse portant sur l’avenir de la gestion de la capacité d’interconnexion transfrontalière en Europe. L’ouverture du marché européen de l’électricité a en effet renforcé l’importance des échanges transfrontaliers, ce qui nécessite de développer de nouvelles méthodes de calcul et d’allocation de la capacité du réseau. En outre, la part croissante d’énergies renouvelables intermittentes sur le réseau fait émerger de nouveaux défis qui poussent les transporteurs d’électricité à rechercher des modèles de prévision plus fiables pour utiliser le réseau existant aussi efficacement que possible.
La thèse explore ainsi la méthode dite « Flow-based » (basée sur les flux réels) utilisée dans le cadre des échanges commerciaux d’électricité transfrontaliers. Cette méthode de calcul permet aux gestionnaires de réseaux de transport d’optimiser la capacité d’échange transzonale, en fonction des limites physiques réelles du réseau, et de déterminer la capacité commerciale qui peut être attribuée, dans chaque direction, sur les différentes frontières de zone de soumission.
La thèse propose notamment d’adapter cette méthode pour mieux intégrer les flexibilités du réseau dans l’algorithme de couplage des marchés, qui détermine l’allocation des flux commerciaux d’électricité. La thèse montre en effet que l’intérêt économique des flexibilités du réseau croît avec la pénétration des énergies renouvelables intermittentes.
Emily Little vient d’être recrutée chez le gestionnaire de réseau RTE qui utilise déjà les apports de ses travaux.
Joseph de Vilmarest s’est ensuite vu remettre le prix de thèse masculin pour sa thèse « Modèles espace-état pour la prévision de séries temporelles. Application aux marchés électriques. » Sa thèse porte sur l’utilisation de modèles adaptatifs dits « espace-état » pour la prévision de la demande électrique, basés sur des séries temporelles. L’électricité étant difficile à stocker, une prévision fine de la demande en électricité est en effet essentielle pour garantir l’équilibre du réseau, qui doit maintenir un niveau équivalent entre production et consommation. Avec l’évolution des usages de l’électricité et le déploiement des énergies renouvelables, améliorer la fiabilité et l’adaptabilité des modèles de prévision devient ainsi essentiel pour le pilotage du système électrique et la transition énergétique.
Grâce à ses travaux, Joseph de Vilmarest a permis d’améliorer la prévision de la demande électrique avec des modèles basés sur différents pays, et différentes échelles, de la maille nationale jusqu’à un immeuble. Le jeune chercheur a remporté deux compétitions sur la prévision de la consommation électrique et ses méthodes, disponibles en open source, sont déjà employées au niveau opérationnel par certaines entités d’EDF.
Aujourd’hui, Joseph a fondé l’entreprise Viking Conseil sur la base de ses travaux. Il souhaite poursuivre la recherche en prévision de séries temporelles, et appliquer ses méthodes dans des entreprises dépendant fortement de prévisions, comme les énergéticiens ou les entreprises du secteur ferroviaire.
Hugo Radet, prix coup de cœur du jury, a publié une thèse intitulée « Méthodes de conception intégrées pour les systèmes multi-énergie distribués sous incertitudes ». Dans sa thèse, Hugo s’est penché sur le problème de la conception et du pilotage des systèmes multi-énergies intégrant une part élevée d’énergies renouvelables. Le choix du dimensionnement dans la conception de ces systèmes est toujours délicat car celle-ci intègre de nombreux paramètres incertains, comme les coûts d’investissement, le prix de l’énergie, et les niveaux de consommation et de production futures.
Les travaux ont permis de concevoir des méthodes mathématiques dynamiques, qui tiennent compte de la phase d’opération du système et de son impact sur le vieillissement des actifs. Il s’agissait ici de résoudre le problème de conception sous incertitudes, avec des applications pratiques pour dimensionner et opérer des systèmes multi-énergies. Les méthodes développées peuvent ainsi être utilisées pour réaliser des études prospectives et stratégiques, mais également pour le pilotage des systèmes en temps réel. Une partie du code a d’ailleurs été transférée à un industriel, la SNAM, spécialiste de la collecte et du recyclage des batteries.
Hugo utilise aujourd’hui au quotidien les apports de ses travaux en tant que responsable modélisation & optimisation de l’entreprise Verso Energy.
À travers ce prix de la thèse, Think Smartgrids soutient la recherche au service des réseaux électriques intelligents. La recherche et l’innovation sont en effet au cœur des préoccupations de la filière smart grids, alors que la digitalisation des réseaux joue un rôle essentiel pour soutenir la transition énergétique.