Thèse Méthodes de Planification des Grands Systèmes d'Énergie Ancrées dans une Soutenabilité Environnementale Absolue 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 : Vincent DEBUSSCHERE ORCID 0000000246381537 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59 Le travail de thèse aura trois objectifs principaux. Le premier objectif sera de définir une approche méthodologique à même d'intégrer un ou plusieurs critères d'évaluation environnementaux pour la comparaison de scénarios de prospective énergétique des grands réseaux électriques. Une définition claire et une méthodologie de calcul associée à chaque critère seront mises en place, dans une optique de représentativité des incertitudes de modélisation, mais également des hypothèses de long-terme. Dans ce contexte, l'intégration de la prise en compte du changement d'échelle dans l'analyse de cycle de vie devrait permettre le développement de parallèles entre les méthodologies de conception (apportées par exemple par le laboratoire G-SCOP) et celles de planification des grands systèmes d'énergie (apportées par le laboratoire G2Elab). Le second objectif est la formulation du problème de planification complet et sa résolution. Il faudra donc définir les variables, la fonction multi-objectifs et les contraintes du problème. Ensuite, les incertitudes de l'ensemble des paramètres du problème (variables connues et inconnues) seront analysées afin de choisir entre l'utilisation de méthodes d'optimisation stochastique ou le recours à des méthodes d'analyse de sensibilité. Le troisième objectif sera la validation du modèle développé sur plusieurs cas d'étude : un cas d'étude simplifié permettant d'analyser le comportement du modèle et apporter des modifications si nécessaire et des cas d'études réels ou a minima réaliste, tirés d'exemples français disponibles au sein de l'équipe SYREL du G2Elab, à différentes échelles et pour différentes zones (rurales, urbaines, électrifiées, non électrifiées). Les résultats obtenus seront comparés aux ceux obtenus par une méthode de planification traditionnelle c'est-à-dire ne considérant que des critères économiques et techniques. La finalité de la thèse est de répondre aux questions suivantes : dans quelle mesure la prise en compte de critères environnementaux et sociaux peut changer les trajectoires de développement des réseaux de distribution ? Et comment celle-ci est impactée par des considérations propres aux pays considérés (d'autres cas d'applications pourront être envisagées en fonction de leur pertinence). L'Union européenne envisage un avenir climatiquement neutre d'ici 2050, ce qui inclut, parmi d'autres actions comme la sobriété, la décarbonisation de la production d'énergie, l'augmentation des mesures d'efficacité énergétique et l'utilisation d'infrastructures plus adaptables [1]. Traditionnellement conçu de manière centralisée et verticale, afin de garantir sa robustesse et sa fiabilité, les grands réseaux électriques ont besoin d'une plus grande flexibilité pour faire face à la production d'énergie renouvelable variable (VRES) qui est généralement plus intermittente et moins prévisible [2]. Ce problème peut être partiellement résolu à l'aide de nouvelles options de flexibilités, telles que la gestion de la demande, les technologies de stockage et certaines actions sur la production [3]. En outre, les potentiels d'énergie renouvelable sont inégalement répartis en Europe et, avec des parts élevées de VRES, les échanges de flux d'énergie augmentent entre des régions spécifiques. En conséquence, le réseau existant est confronté à des compromis concernant l'évolution de son infrastructure, mais également de sa gestion. Ces compromis sont plutôt résolus selon des critères technico-économiques [4] mais les modèles à long terme visant à évaluer les changements structurels nécessaires pour atteindre certains objectifs du système énergétique (par exemple, la neutralité carbone) pourraient s'intégrer dans une démarche multifactorielle [5].

Pour analyser les impacts associés aux développements des systèmes électriques, le travail effectué dans cette thèse utilisera des modèles énergétiques long terme couplés à des méthodes d'évaluation multicritères en lien avec le développement de différentes technologies plus ou moins émergentes [6,7]. Des travaux exploratoires ont déjà introduit des critères environnementaux dans l'analyse prospective de réseaux de distribution génériques (urbains, semi-urbains et ruraux) afin de déterminer de la pertinence de certains scénarios prospectifs [8]. Il reste à aller plus loin sur le rebouclage entre ces conclusions préliminaires et la méthodologie de planification en elle-même, des réseaux, dans ce qui pourrait être une démarche de pertinence généralisée sur cycle de vie.

Des collaborations possibles avec d'autres chercheuses, notamment identifiées dans le PEPR Tase seront envisagées pour s'appuyer sur des développements déjà engagés sur l'ACV de systèmes d'énergie.

La personne recrutée en thèse sera au coeur des travaux développée. Elle sera en charge du bon avancement des travaux, de favoriser l'échange d'information au sein de l'équipe « projet » mais également de la pérennité des développements au sein des entités de recherche. Nous chercherons donc une personne curieuse, motivée, ouverte à l'interdisciplinarité, mais également possédant de bonnes connaissances en ACV, ainsi qu'une bonne compréhension des problématiques de modélisation des systèmes d'énergie.Une pratique suffisante du français sera nécessaire pour intéragir avec les collgèues du PEPR Tase et du projet LCATase.