France – 15/09/2021 – energiesdelamer.eu. Le SATIE, laboratoire de recherche en sciences appliquées qui se consacre aux systèmes et applications des technologies de l’information et de l’énergie propose une offre de stage M2 qui sera encadrée par Anne Blavette, SATIE (Ecole Normale Supérieure de Rennes), en collaboration avec Pierre Haessig (IETR – CentraleSupélec) et Salvy Bourguet (IREENA – Université de Nantes). Le sujet concerne la gestion optimale des fermes éoliennes offshores.

Objectifs

Les opérateurs de réseaux électriques cherchent à maximiser l’utilisation de leurs infrastructures, notamment en augmentant leur capacité de transmission. Des approches telles que le dynamic line rating, par exemple, visent à adapter la capacité de transmission des lignes aériennes en fonction des conditions environnementales (irradiation solaire, etc.).

Bien qu’elle permette également l’injection temporaire d’un courant électrique supérieur à celui admissible en régime permanent, l’inertie thermique des câbles d’exportation des parcs éoliens offshore reste encore largement inexploitée.

L’exploitation de cette inertie permettrait donc d’augmenter considérablement la capacité de transport temporaire de ces câbles, tout en respectant le facteur limitant qui, au final, reste la température.

Certains gestionnaires de réseaux électriques tentent aujourd’hui d’intégrer ce phénomène dans la gestion opérationnelle de leur réseau et notamment dans la gestion des câbles d’exportation, dont la responsabilité leur est progressivement transférée. Cependant, ces initiatives sont encore limitées et doivent être approfondies.

En particulier, il reste à déterminer quelles méthodes d’optimisation peuvent être appliquées pour résoudre le problème de la gestion électro-thermique de ce type de structure. En effet, l’introduction de contraintes électro-thermiques fortement non linéaires représente un défi, tout comme l’augmentation du nombre de contraintes qui peut être nécessaire pour une représentation suffisamment précise des phénomènes de diffusion thermique. Ces défis sont d’autant plus importants que les aspects stochastiques doivent également être considérés (liés notamment aux erreurs de prévision de la production éolienne) tandis que des contraintes de temps de calcul relativement court entrent également en jeu. L’objectif de ce stage sera donc de recenser les méthodes d’optimisation applicables à ce problème de gestion optimale de l’énergie, de réaliser des simulations avec les plus prometteuses afin de faire une analyse comparative en termes de qualité de la solution (distance à l’optimum) et de temps de calcul associé.

Une thèse de doctorat est envisagée à la suite de ce stage.

  1. Lieu de stage

Le stage se déroulera au laboratoire SATIE (Ecole Normale Supérieure de Rennes), avec des déplacements réguliers au laboratoire IETR (CentraleSupélec) et au laboratoire IREENA (Université de Nantes). Il pourrait également se dérouler à distance ou dans une configuration hybride en fonction des conditions sanitaires.

  1. Compétences

Étudiant(e) en Master 2 à l’Université, une école d’ingénieur ou équivalent, dans le domaine des mathématiques appliquées, de la théorie du contrôle, de l’informatique, de l’électrotechnique avec une forte pluridisciplinarité. De bonnes compétences en programmation en Python ou Matlab seraient appréciées.

Le stage est envisagé comme une thèse de doctorat, donc une forte motivation pour s’engager dans des études doctorales serait appréciée.

Une forte capacité à travailler en équipe et à communiquer au sein d’une équipe multidisciplinaire, sur place et à distance, serait très appréciée.

Des connaissances sur les énergies renouvelables, les réseaux intelligents et le stockage d’énergie seraient un plus.

  1. Date d’entrée en fonction

Flexible, à partir de l’automne 2021. (Date envisagée pour le début de la thèse de doctorat : septembre 2022).

  1. Allocation

Environ 600€/mois. En outre, l’étudiant peut bénéficier de subventions supplémentaires dans le cadre de l’allocation logement (https://www.adele.org/en/housing-aids).

  1. Encadrement

Le stagiaire sera encadré par Anne Blavette (SATIE), Pierre Haessig (IETR) et Salvy Bourguet (IREENA).

  1. Profil

Étudiant en Master 2 en génie électrique, mathématiques appliquées ou théorie du contrôle.

Contacts

Vous pouvez envoyer votre CV et votre lettre de motivation à tous les responsables : anne.blavette@ens-rennes.fr, pierre.haessig@centralesupelec.fr, salvy.bourguet@univ-nantes.fr.

 

photo : Début des opérations de déroulage du premier câble électrique sous-marin de 33 km entre la plage de la Courance et le futur parc éolien de Saint-Nazaire – EDF Renouvelables – Enbridge dimanche 9 août 2020. (©Ville de Saint-Nazaire – Christian Robert)

POINTS DE REPÈRE

WEAMEC – Des chercheurs issus du génie électrique et du génie thermique (SATIE et IREENA), participent au projet CELT4Wind (septembre 2020 – septembre 2022) qui vise à traiter ce verrou d’un point de vue nécessairement multi-acteurs ; un GRT (RTE), un développeur/gestionnaire de parcs éoliens offshore (WPD) et un responsable de site de tests en mer (SEMREV). Ce projet repose sur quatre piliers :

  • la génération de jeux de données de production d’électricité d’éolienne offshore (fournies par RTE) sur la base de données météorologique éoliennes historiques représentatives des conditions de la façade Manche/Atlantique française, et qui pourront être recoupées avec des données réelles mesurées (fournies par WPD);
  • le développement de modèles électrothermiques du câble offshore alliant précision et temps de calcul compatible avec des contraintes de temps-réel;
  • le développement d’un module de gestion électrothermique prenant en compte les incertitudes, et notamment celles liées à la prévision de production électrique;
  • la rédaction de recommandations pour les spécifications techniques destinées à être intégrées dans les futurs appels d’offres de parcs éoliens offshores.

Le projet CELT4Wind lauréat de l’appel à projet Recherche WEAMEC 2020 cible la gestion électrothermique des câbles des fermes éoliennes offshores.

 

Un dossier, « Câbles électriques pour l’énergie » rédigé par Maxime Toulotte et Frédéric Lesur (Nexans) dans la revue de la Société de l’électricité, de l’électronique et des technologies de l’information et de la communication (see).

La nouvelle stratégie de l’UE pour soutenir la transition énergétique se traduit par des objectifs ambitieux de 300 GW d’éolien en mer installés d’ici 2050, qui incluent l’éolien flottant. Des adaptations seront nécessaires pour intégrer ces énergies aux réseaux afin de garantir la sécurité d’approvisionnement. Les interconnexions électriques par câbles sous-marins y joueront un rôle essentiel, tout comme la supraconductivité, désormais intégrée aux scénarios d’intégration des énergies renouvelables à l’échelle continentale.
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Pour prendre connaissance des recherches menées pour les énergies en mer consultez la rubrique Thèses.
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