Thèse Simplicité et Robustesse dans la Conception de Systèmes d'Énergie Électrique ou de Systèmes Multiénergies H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Grenoble Alpes École doctorale : EEATS - Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal Laboratoire de recherche : Laboratoire de Génie Electrique Direction de la thèse : Delphine RIU Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59 Les critères habituels ou actuels de dimensionnement et de conception de systèmes électriques comme les réseaux de distribution ou microréseaux, portent usuellement sur des aspects techniques (minimisation des pertes, respect de performances dynamiques, de gabarits harmoniques, ...), économiques (minimisation des coûts, des taux de renouvellement de matériel, ...) voire environnementaux (réduction des impacts notamment liés aux émissions carbone) mais ne réinterrogent pas forcément les usages et notamment le cahier des charges initial et les performances attendues. La complexité de ces systèmes survient dès la phase de conception de ces dispositifs compte-tenu de la diversité des échelles de temps, des caractéristiques et contraintes physiques, des interactions entre ces différents constituants à prendre en compte.
Les derniers travaux effectués dans ce domaine soulignent néanmoins l'importance du contrôle et du pilotage de ces systèmes dans les résultats d'optimisation d'une part, mais surtout celle de réinterroger la notion de performances en vertu de la robustesse apportée à la solution par rapport à des enjeux de soutenabilité. Les travaux de recherche d'O. Hamant de l'ENS Lyon montrent ainsi le potentiel à réinterroger cette notion de robustesse quitte à accepter de revoir les objectifs de performances afin d'améliorer le dimensionnement d'un système avec une vision long-termiste.
En parallèle, la notion élémentaire de « simplicité » dans la mise en oeuvre de la solution n'a à ce jour jamais été interrogée hors du cadre désormais assez commun de réfléchir au cycle de vie des différents constituants ou du système étudié de manière à réduire globalement les impacts environnementaux. Or cette notion de simplicité, dans le choix des constituants, dans le choix de matériaux, dans la logique même de l'usage fait du système, pourrait être un enjeu important à intégrer dans les objectifs de conception afin de prendre en compte les enjeux environnementaux et sociétaux associés.
De premiers travaux effectués dans le cadre d'un stage Master ont permis de mettre en avant la corrélation entre cette notion de simplicité et des objectifs de maintenance, de qualité de l'énergie ou de protection ; elle offre ainsi l'opportunité pour la société de se saisir des enjeux de réparabilité ou de circularité associés à la technologie, et pourquoi pas de résilience.
L'objectif de la thèse porte ainsi sur la traduction et l'intégration de ces deux concepts, robustesse et simplicité, dans le dimensionnement de systèmes comme des systèmes multi-convertisseurs multi-sources mobilisant en priorité le vecteur électricité. L'objectif principal serait de formuler et délivrer une méthodologie générique qui puisse être évaluée dans toutes ses variations avant d'être proposée et validée sur différents cas d'études industriels.
Contexte interne au laboratoire de ce sujet :
- Evaluation de critères de simplicité pour le dimensionnement en régime permanent de systèmes électriques (réseaux d'énergie électrique) et application pour le dimensionnement d'un réseau électrique industriel - mise en évidence des gains sur le coût et l'usage de métaux rares - mise en évidence des risques sur la sécurité de ces systèmes (risques électriques).
- Mise en évidence dans de nombreux travaux de recherche passés des compromis robustesse/performances et réflexions amorcées sur la définition de nouvelles normes de performances dynamiques pour réduire le coût et la masse de certains équipements (applications aéronautiques).
- Définition de nouveaux critères permettant à la société de se réapproprier les enjeux de souveraineté et de sobriété énergétiques. Définir un nouveau cadre méthodologique permettant de emettre en question des critères habituels de performances statiques (chutes de tension, rendement, ...) ou dynamiques (performances, vitesse,...) de systèmes électriques de production d'énergie ou de conversion à des fins de simplicité, sans remettre en cause des principes de sécurité. - Etat de l'art sur le sujet et notamment la traduction du concept très connu de robustesse en termes de soutenabilité.
- Etat de l'art sur la notion de simplicité, et formulation à proposer qui soit suffisamment générique.
- Réflexions et élaboration d'une méthodologie qui puisse intégrer ces enjeux au processus de conception classique d'un système
électrique
- Expérimentation et validation du ou des concepts sur des cas d'études.

Etudiante ou étudiant titulaire d'un Master en génie électrique ou d'un diplôme d'ingénieur en génie électrique.