Réseaux électriques et transports intelligents

L'équipe

Responsable : SAUDEMONT Christophe
    NOMFONCTIONLABORATOIRE
    AITOUCHE AbdelEC HDRCRIStAL
    ROBYNS BenoîtEC HDRL2EP
    SAUDEMONT ChristopheEC HDRL2EP
    ABBES DhakerEC – DRL2EP
    BRESSEL MathieuEC – DRCRIStAL
    DAVIGNY ArnaudEC – DRL2EP
    FLOREZ DianaEC – DRL2EP
    HASSAM-OUARI KahinaEC – DR
    HENNETON AntoineEC – DR
    LEFEVERE VincentEC – DR
    ALMAKSOUR KhaledIR permanentL2EP
    ALARIDH IbrahimDoctorant CRIStAL
    AMRANE AhmedDoctorant CRIStAL
    BENCHEKROUN AbderrahmanDoctorant L2EP
    BENSEDDIK AminDoctorant L2EP
    BOUGATEF ZinaDoctoranteCRIStAL
    DURILLON BenoitDoctorant L2EP
    HASMAT RehanPost DocL2EP
    KHABOU HajerDoctorantCRIStAL
    KOUASSI LauraDoctoranteL2EP
    KRIM YoussefDoctorant
    LEGRY MartinDoctorantL2EP
    MIRON CristianDoctorantCRIStAL
    MOBASHERI RaoufPost DocCRIStAL
    NASSAR JadPost Doc
    STEPHANT MatthieuDoctorantL2EP
    WALAA SobauhDoctoranteCRIStAL
    WEN XinDoctorantL2EP

    Laboratoires

    • L2EP (Lille – EA 2697)  – Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance

    Équipe RESEAUX

    • CRISTAL (Lille – UMR 9189) – Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille

    Groupe CI2S : Conception Intégrée de Systèmes et Supervision

     

    L2EP (Lille – EA 2697) – Equipe RESEAUX

     

    CRIStAL

    Les Thématiques de Recherche

    3 thématiques de recherche structurent l’activité du pôle Réseaux Electriques – Transports Intelligents

    1. Optimisation énergétique et accroissement de la fiabilité des réseaux électriques

    Les chercheurs de cette thématique sont rattachés à l’équipe RESEAUX du L2EP. Les travaux qui y sont menés, portent sur l’optimisation énergétique et l’accroissement de la fiabilité des réseaux électriques de tout type (terrestre, offshore, embarqué, habitat, ferroviaire,…), en vue de répondre aux objectifs suivants :

    • accroissement de l’intégration de la production décentralisée d’origine renouvelable, aux conditions de fonctionnement, par nature, irrégulières,
    • accroissement de l’efficacité énergétique des systèmes électriques, depuis la production jusqu’à la consommation, ainsi que de la fiabilité de ces systèmes vis-à-vis de la fourniture en énergie électrique,
    • exigence future d’intégration « naturelle » dans le marché de l’électricité des énergies renouvelables (EnR) et de la cogénération,
    • maîtrise de la demande d’énergie électrique,

    Plus particulièrement, les travaux portent sur la gestion optimisée des réseaux via le développement :

    • de méthodes de supervision, d’optimisation et de planification ;
    • d’approches multi-sources ;
    • de l’évaluation de l’apport de systèmes de stockage de l’énergie aux réseaux intelligents ;
    • de méthodes d’optimisation du dimensionnement des systèmes multi-sources multi-stockage,
    • d’architecture des réseaux ;
    • d’intégration de systèmes de communication ;
    • d’analyses et de développements (supervision de l’énergie) mêlant  sciences de l’ingénieur et sciences humaines et sociales;
    • d’approches multi-services multi-acteurs

     

    2. Systèmes tolérants aux fautes et au vieillissement

    Les chercheurs de cette thématique sont rattachés au groupe CI2S de CRISTAL. L’un des enjeux au sein de cette thématique est la conception de systèmes automatisés tolérants aux fautes, à dynamique continue ou discrète, voire hybride avec connaissance du modèle analytique.

    La tolérance aux fautes de type active est abordée essentiellement en ligne, afin de mettre en place des algorithmes de surveillance pour caractériser l’état de fonctionnement des composants et du système , de quantifier son degré de dégradation, d’implanter des algorithmes de contrôle/commande pour que le système puisse continuer à remplir ses missions, éventuellement de façon dégradée, et de pouvoir modifier les objectifs (ou les missions) du système pour garantir la sûreté de fonctionnement si la commande ne le permet pas.

    La prise en compte des incertitudes de modèle, l’amélioration des performances des algorithmes d’estimation et de prédiction de la dégradation pour la commande tolérante, le calcul dynamique de nouvelles lois de commande tenant compte de l’architecture matérielle résiduelle et des objectifs de production, sont autant de challenges devant être relevés, malgré l’existence de contraintes telles que le besoin de calculer en ligne de nouvelles lois de commande, …etc. Les champs applicatifs de ces développements, au sein du pôle, concernent les transports et les systèmes énergétiques.

     

    3. Ubiquitaire & Technologies de l’Information et de la Communication

    Les chercheurs de cette thématique ne sont, à ce jour, rattachés à aucun laboratoire. INRIA Lille-Nord Europe est partenaire de certains projets. Les travaux menés au sein de cette thématique, portent sur le développement et l’optimisation des algorithmes et protocoles de communication dans le cadre des réseaux sans fil et sans infrastructure ou réseaux adhoc. Plus particulièrement il s’agit de répondre aux objectifs suivants :

    • l’accroissement de la durée de vie des réseaux sans fil avec des nœuds alimentés par batterie, par l’utilisation d’approches protocolaires reposant sur des communications multi-sauts. En effet, les communications radio représentent le principal poste de dépense énergétique de ces réseaux, et celui-ci augmente d’un facteur exponentiel avec la distance de transmission. L’approche explorée est de considérer chacun des nœuds du réseau comme un possible retransmetteur d’une transmission à courte portée. Ainsi au lieu d’une transmission directe entre deux éléments du réseau, on va provoquer une suite de transmissions à courte portée, moins énergivore.
    • le développement de techniques d’agrégation et/ou de prévision permettant de limiter les communications. Toujours dans l’optique d’économiser l’énergie, on se propose d’étudier la possibilité de limiter les transmissions radio au sein du réseau ubiquitaire. Une approche étudiée est l’introduction de nœuds agrégateurs au sein du réseau. Ceux-ci vont pouvoir, dans le respect d’une fonction multi objectif, fusionner plusieurs messages issus de transmissions différentes. Une autre approche considérée est aussi de ne plus transmettre de données tant que les données mesurées sur la source, et à transmettre, restent dans les marges d’un algorithme prédicateur exécuté sur la destination.
    • l’exploitation de l’hétérogénéité matérielle caractéristique des réseaux types IOT comme une opportunité et non une contrainte.
    • la proposition d’approche protocolaire crosslayer. Traditionnellement, les activités de recherche se concentrent sur l’une ou l’autre des couches du modèle OSI (Open Systems Interconnection) afin d’en optimiser leur fonctionnement. Les autres couches protocolaires sont alors considérées comme ayant un fonctionnement « idéal ».  Cette approche reste toutefois non réaliste. On se propose donc, dans nos travaux, de considérer les optimisations sur au moins deux couches différentes et en lien avec l’application et le cas d’utilisation envisagé.

    Les Partenaires industriels

    • GEREDIS (gestionnaire du réseau de distribution d’électricité concédé par le Syndicat Intercommunal d’Energie des Deux-Sèvres, Niort),
    • SEOLIS (Fournisseur d’électricité, Syndicat Intercommunal d’Énergies des Deux-Sèvres – Niort),
    • RENAULT (Technocentre – Guyancourt),
    • GBSolar (Bureau d’étude spécialisé dans la conception et la réalisation de centrales photovoltaïques de fortes puissances au sol et en toiture – filiale de GREENBIRDIE – Paris),
    • SNCF (Direction de l’Innovation et de la Recherche, Direction de l’Ingénierie, Paris)
    • ENGIE Lab (Linkebeek, Belgique),
    • EDF R&D (Laboratoire des Matériels Electriques, Groupe M2A, Moret-sur-Loing)

    Les Projets

    CE2I – Convertisseur d’Energie Intégré Intelligent – tâche 6.1 (Région Hauts de France, L2EP, HEI, Arts et Métiers ParisTech)

    CONIFER – Conception et Outils iNnovants pour un réseau électrique Intelligent appliqué au FERroviaire (ANR, ANRT, SNCF, L2EP, G2ELab, SERMA). Télécharger le poster: conifer-poster. Plus d’informations: http://www.conifer.fr/

    DEESSE  – Dimensionnement d’un Système de Stockage raccordé au réseau (ADEME, L2EP-HEI, GB SOLAR, EDF R&D)

    GESEDMA – Gestion et Echanges de Services Energétiques Décentralisés Multi-Acteurs (ADEME, AUCHAN, L2EP, Helexia, Geredis, Maia Eolis)

    GISEP – Gestion Intelligente des Sources d’Energie électrique intégrant du Photovoltaïque, des charges de bâtiments commerciaux et des procédés de stockage d’énergie (ADEME, AUCHAN, L2EP); Télécharger la plaquette: Plaquette GISEP

    HYBSTOCKPV – Hybridation du stockage de l’énergie électrique pour une intégration intelligente du photovoltaïque dans les réseaux électriques (MEDEE, GB Solar, L2EP)

    i-MOCCA – Mobilité Interrégionale et Centre de Compétences en Automatique (KU-LEUVEN (Belgique),  Université de Gand (Belgique), University of Greenwhich (RU), University of Sussex (RU), Technishe University of Delft (Hollande), ISEN-Lille, ICAM-Lille, Université de Lille 1)

    i-MOSYDE – Intelligent Modern System Design (KU-LEUVEN (Belgique),  Université de Gand (Belgique), University of Greenwhich (RU), University of Sussex (RU), Technishe University of Delft (Hollande), VOKA (Belgique))

    ISEV2H – Integration and Security of Electric Vehicle to Home (RENAULT)

    MAESTRO – Modèle Appliqué des Énergies Supervisées en Temps réel par du Renouvelable Optimisé (ADEME, Séolis, Gérédis)

    MASSENA – Développement d’un smart-grid électrique ferroviaire en vue d’améliorer l’efficacité énergétique et économique du réseau ferroviaire (IRT Railenium, SNCF, L2EP, HEI-YNCREA, Centrale Lille)

    Micro-Grids – Development and coordination of autonomous microgrids connected to LV network (ENGIE Lab, L2EP, CRISTAL)

    ModAICSS – Modélisation de l’acceptation et de l’implication de consommateurs et producteurs d’énergie électrique en vue d’une stratégie de supervision énergétique multi acteurs (L2EP, YNCREA HdF-HEI, Institut Catholique de Lille, Faculté de Gestion, Économie et Sciences)

    PHC Pessoa – Conception et commande avancée des convertisseurs de puissance dans un système multi-sources photovoltaïque et éolien avec stockage hybride batteries/super condensateurs pour site isolé (L2EP, CRISTAL, YNCREA HdF – HEI, IT Coimbra)

    RIVER – Non-Carbon River Boat Powered by Combustion Engines – Projet Européen INTERREG NEW (University of Bedfordshire (Royaume Uni), Stiching STC group (Hollande), University of Sussex (Royaume Uni), Cleancarb (Luxembourg), Canal & River Trust (Royaume Uni), Université Picardie Jules Verne (Amiens), Centre de Conseil et d’Innovation en Logistique-Transport &Logistique (Le Havre), ECE Engine Control Electronics GmbH (Allemagne), DST Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e.V.(Allemagne), Compagnie Fluviale de Transport (Rouen))

    RUBIS – Réseau Ubiquitaire pour Smart Grid (YNCREA HdF-HEI, Inria Lille Nord Europe)

    SCODECESmart COntrol and Diagnosis for Economic and Clean Engines – Projet Européen INTERREG V (Université Picardie Jules Verne (Amiens), University of Sussex (Royaume Uni)), http://www.scodece.org/

    SBnodeSG – Tâche 4.1 – Développement de solutions permettant d’augmenter l’autoconsommation et la mutualisation énergétique entre bâtiments (MEL, L2EP, YNCREA HdF – HEI, GB Solar)

    SoMel – SoConnected – Développement d’un démonstrateur îlot Vauban (ADEME, Région HdF, Europe, HEI YNCREA, Université Catholique de Lille)

    Les Plateformes expérimentales et logicielles

    Plateforme Energie Electrique

    Dans le cadre de nos projets (assistance technique, thèse, post-doc, enseignement), nous attachons une importance particulière à la validation expérimentale.

    Cette démarche 

    • permet d’enrichir et de préciser nos méthodes et modèles,
    • apporte une crédibilité supplémentaire à nos travaux,
    • est plébiscitée et reconnue par nos partenaires industriels.

    Au cœur des projets démonstrateurs des programmes LIVE TREE (https://livetree.fr/) et ADICITE (https://yncrea.fr/quelques-projets/adicite/), cette plateforme contribue au développement du centre de pilotage de l’Energie de ces lieux de vie et d’expérimentation à échelle 1 de puissance.

     

    Exemples de projets testés sur la plateforme 

    – Participation au réglage primaire de fréquence par une éolienne à vitesse variable

    – Association d’une éolienne à vitesse variable à du stockage inertiel

    – Connexion d’un système hybride hydro./ éolien à une charge ilotée

    – Gestion d’un système hybride (dissipation et stockage d’énergie par supercapacité) pour un réseau local DC avion

    – Gestion énergétique de bâtiments tertiaires équipés de panneaux photovoltaïques et d’éclairages LED

    – Gestion de stockages hybrides (batterie et supercapacité),

    – Gestion énergétique d’un réseau ferroviaire monophasé AC intégrant une sous-station hybride (stockage et sources renouvelables)

    Equipements 

    MACHINES (synchrones, asynchrones, DC) – SOURCES (Alimentations DC, transformateurs, 3 technologies de Panneaux Photovoltaïques) – EMULATEUR SOLAIRE – STOCKAGES (inertiel, batterie Li-Ion, supercondensateurs) – CHARGES (charges programmables, plans résistifs) – MESURES (oscilloscopes 2 et 4 voies, PXI, wattmètre 6 voies) – CONVERTISSEURS – EQUIPEMENTS SPECIFIQUES (transformateur Monophasé 1kHz – 4 kVA – Onde Carrée, éléments de filtrage) – BUS CAN – CARTES DE CONTRÔLE-COMMANDE EN TEMPS REEL