Thèse Pilotage Intelligent et Opération en Temps Réel de Micro-Réseaux Photovoltaïques pour l'Accès à l'Électricité en Afrique H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes École doctorale : Electrical, Optical, Bio-physics and Engineering Laboratoire de recherche : Laboratoire de Génie Electrique et Electronique de Paris Direction de la thèse : Imen BAHRI ORCID 0000000202814513 Début de la thèse : 2026-11-01 Date limite de candidature : 2026-07-31T23:59:59 L'objectif de la thèse est de développer des stratégies avancées de contrôle et de gestion de l'énergie pour des micro-réseaux PV intégrant des usages électriques communautaires et productifs en contexte rural. Le projet combinera des méthodes de prévision de l'irradiance solaire fondées sur l'apprentissage automatique et adaptées aux environnements à faible connectivité, des techniques avancées de contrôle, notamment le contrôle robuste et prédictif, ainsi que la planification intelligente des usages électriques. Le travail explorera également la flexibilité au niveau des services, en s'appuyant sur des tampons physiques tels que les réservoirs d'eau ou le stockage frigorifique afin de découpler l'usage de l'énergie de la fourniture du service. Un défi majeur consistera à garantir que les méthodes proposées restent robustes face aux incertitudes, par exemple les erreurs de prévision ou la variabilité de la demande, tout en étant implémentables sur des systèmes à bas coût et à ressources limitées. Plus de 500 millions de personnes en Afrique subsaharienne n'ont toujours pas accès à l'électricité, ce qui limite fortement le développement socio-économique. La baisse rapide des coûts du photovoltaïque (PV) a permis le déploiement de micro-réseaux PV autonomes, qui constituent une solution bas-carbone prometteuse pour l'électrification rurale. Cependant, leur viabilité économique à long terme reste souvent limitée, car ils alimentent généralement des usages domestiques à faibles revenus et dépendent fortement de systèmes de stockage par batteries coûteux pour compenser le décalage entre la production solaire et la demande.L'extension des micro-réseaux PV à l'alimentation de services communautaires plus larges, par exemple l'eau ou la santé, ainsi que d'usages productifs, comme la mouture ou de petites activités artisanales, introduit des charges mieux alignées avec les profils de production solaire. Beaucoup de ces usages peuvent également générer des revenus plus élevés, améliorant ainsi la viabilité économique des micro-réseaux PV. En outre, ils sont souvent compatibles avec des stratégies de gestion de la demande, telles que le déplacement de charge, permettant de programmer la consommation pendant les périodes de forte disponibilité solaire.Le développement de stratégies de gestion de l'énergie en temps réel pour les micro-réseaux PV est essentiel pour tirer pleinement parti de ces nouveaux services, car il permet une meilleure coordination entre la production solaire disponible et la demande d'électricité. En planifiant dynamiquement les usages flexibles et en anticipant la variabilité de la ressource solaire, ces approches peuvent réduire la dépendance au stockage par batteries, améliorer l'efficacité globale et la durée de vie du système, et diminuer le coût de fourniture de l'électricité. L'objectif de cette thèse est de développer des stratégies avancées de contrôle et de gestion de l'énergie pour des micro-réseaux PV intégrant des usages électriques communautaires et productifs en contexte rural. Le projet combinera des méthodes de prévision de l'irradiance solaire fondées sur l'apprentissage automatique et adaptées aux environnements à faible connectivité, des techniques avancées de contrôle, notamment le contrôle robuste et prédictif, ainsi que la planification intelligente des usages électriques. Le travail explorera également la flexibilité au niveau des services, en s'appuyant sur des tampons physiques tels que les réservoirs d'eau ou le stockage frigorifique afin de découpler l'usage de l'énergie de la fourniture du service.Un défi majeur consistera à garantir que les méthodes proposées restent robustes face aux incertitudes, par exemple les erreurs de prévision ou la variabilité de la demande, tout en étant implémentables sur des systèmes à bas coût et à ressources limitées. Les approches développées seront validées expérimentalement au laboratoire GeePs et testées à travers des études de cas simulées, représentatives de contextes ruraux au Kenya et au Sénégal, afin de quantifier leur impact sur les coûts, les performances et la fourniture de services.

Compétences fortes en génie électrique et/ou optimisation/stratégies de commande Esprit d'équipeCapacités d'adaptation et d'improvisation

• Contrôle de gestion
• Électricité
• Capacité d’adaptation