Énergie

En ce moment notre pays développe une stratégie nationale de recherche et d’innovation mettant en exergue la nécessaire double révolution des écotechnologies et des technologies de l’information dans le domaine des systèmes électriques de puissance intelligents (ou SmartGrids), un domaine interdisciplinaire par excellence. Les applications concernées sont notamment les systèmes de production électrique (provenant par exemple des énergies renouvelables), les grands réseaux de transport électriques interconnectés, les réseaux de distribution locaux, les systèmes électriques embarqués et les véhicules électriques terrestres dans leur réseau d’infrastructures de recharge (des automobiles aux navettes électriques automatisées). La nouvelle topologie des réseaux électriques, due à l’introduction d’une part importante d’énergies renouvelables, le double sens de la circulation de l’électricité, dû à la production « locale´´ (le consommateur devenant producteur à certaines heures), la présence de différentes échelles de temps, qui doivent être prises en compte dans la conception de systèmes de contrôle, et l’importance de la transmission de l’information, soulèvent de nouvelles problématiques majeures où les Sciences et Technologies de l’Information et la Communication, en particulier l’automatique, les télécommunications et le traitement du signal, a un rôle extrêmement important à jouer.

Cette recherche est en plus réalisé dans de très fortes partenariats avec des acteurs industriels majeurs, comme EDF, RTE, General Electric, Alstom, Siemens, parmi d’autres. Ces collaborations sont menés dans la chaire industrielle RTE, le laboratoire commun EDF – CentraleSupelec Rise Grid, les Instituts pour la Transition Énergétique SuperGrid et Efficacity, les Laboratoires Internationales Associés Power Grid avec le Brésil, et Smart Grid avec le Canada, ainsi que plusieurs thèse CIFRE et projets Européens et ANR. Des exemples de recherche sur ces thématiques sont présentées ci-dessous.

Intégration de l’énergie renouvelable

La transition énergétique d’un monde basé sur les énergies fossiles vers des énergies renouvelables nécessite une maîtrise de l’intégration de ces énergies, qui peuvent se faire par des centrales électriques à énergies renouvelable, en particulier les centrales éoliennes off-shore et les centrales solaires (photovoltaïques ou thermodynamiques), ou par la production distribué comme des panneaux photovoltaïques sur des maisons individuelles.

Collaborations: EDF, SuperGrid, General Electric, ENEDIS, ENGIE,

Réseaux électriques AC / DC

Le pilotage des réseaux électriques, autant le réseau haute tension de transport que le basse tension de distribution, est un point clé. Actuellement ces réseaux voient une convergence vers des réseaux mixtes AC/DC qui créent des interactions complexes et encore mal connus.

Collaborations: Efficacity, SuperGrid, EDF, RTE, ENEDIS, General Electric, ENGIE, Vinci-Energie.

Gestion de systèmes de stockage d’énergie

La stabilité des systèmes électriques est basé sur l’équilibre production-consommation en temps réel. Ceci n’est pas possible dans un système comportant des proportions importantes d’énergie renouvelables, et nécessite donc de systèmes de stockage d’énergie. Ces systèmes vont de batteries chez les consommateurs, à de grosses stations de pompage-turbinage d’eau.

Collaborations: GE Hydro, SuperGrid, EDF, RTE.

Smart Grids – Micro Grids

L’utilisation de plus en plus grande de nouveaux éléments des STIC ainsi que de l’électronique de puissance, a transformé les réseaux électriques conventionnelles en des réseaux intelligentes – Smart Grids. Ces SmartGrids ont comme but l’intégration des énergies renouvelables, d’une manière efficace et fiable, avec une grande quantité de données bidirectionel, et garantissant la confidentialité des consommateurs. Ces réseaux quand capables de se auto-gérer, connectés ou non au réseau principal, sont appelés MicroGrids, souvent mixtes AC/DC.

Collaborations: Efficacity, SuperGrid, EDF, RTE, ENEDIS, General Electric,

Intégration du Véhicule Électrique

L’intégration du véhicule électrique se présente comme un de plus grands défis pour les réseaux électriques du futur. Si actuellement ils sont peu nombreux, il est attendu que dans les prochains années leur nombre va croître de manière spectaculaire. Le réseau actuel n’est pas capable d’accueillir cette accroissement de la consommation, intermittente, et mobile.

Collaborations: Efficacity, RTE, ENEDIS, Vinci.

Vecteur Multi-Énergie

Une des plus grandes difficultés de la gestion de l’énergie électrique est la vitesse des dynamiques (unités de seconde pour un réseau), et le fait que le réseau est limité par la pointe de consommation, qui peut varier très fortement au long d’une journée. De ce fait, la gestion de différentes énergies en parallèle, réseau électrique, de chaleur-froid, et de gaz, permet d’apporter de la flexibilité e minimiser cette pointe. En plus, elle permet d’utiliser leurs système de stockage ainsi que l’inertie thermique des bâtiments pour une plus grande maîtrise du pilotage énergétique.

Collaborations: EDF, Efficacity, ENEDIS.