GdR SEEDS 2994 du CNRS
Systèmes d’Énergie Électrique dans leurs Dimensions Sociétales

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Groupe de Travail Systèmes complexes

par Benoit Delinchant, Jean-Pascal Cambronne, Salvy Bourguet - Mis à jour le

Groupe de Travail Systèmes complexes
Simulation et optimisation de systèmes complexes et hétérogènes du GE 

Animateurs :
Salvy BOURGUET, IREENA, salvy.bourguet@univ-nantes.fr
Benoit DELINCHANT, G2ELab, benoit.delinchant@G2ELab.grenoble-inp.fr

Interlocuteur comité de pilotage : Seddik Bacha

Contours scientifiques :
Les transports et l’exploitation des énergies soutenables font appel à des éléments de plus en plus complexes et de natures multi-physiques comme des systèmes de production, de transport, de stockage, de consommation, et de gestion de l’énergie. Elles nécessitent dès la conception la prise en compte de multiples critères à la fois techniques (performances, encombrement, rendements énergétiques), économiques (coûts d’investissement, d’exploitation, de maintenance, ...) voire sociologiques et environnementales.
Un système complexe est généralement décrit par des dynamiques très variées, liées aux différents phénomènes modélisés. La difficulté pour simuler de tels problèmes réside dans le fait que les sous-modèles sont couplés et interdépendants avec des constantes de temps éloignées et donc pénalisantes pour le temps de calcul. Cette augmentation des temps de calcul constitue un premier verrou majeur pour le développement de ces architectures complexes, et notamment dans leur phase d’optimisation.
La prise en compte des couplages et des interactions entre composants d’un même système, ainsi qu’avec les contextes physique et socio-économique est nécessaire à la mise en œuvre de processus de conception et/ou de pilotage, conduisant à l’optimisation de la performance globale du système.
Les travaux menés dans ce groupe doivent contribuer à intégrer aux processus d’aide à la décision (conception/pilotage) une modélisation des principaux phénomènes qui influencent les critères de performance du système et à apporter des outils pour l’aide à la formulation et à la résolution de ces problèmes.

Ainsi diverses thématiques peuvent être abordées dans ce groupe de travail, reposant sur les multiples compétences de nombreux laboratoires :
-  interactions avec l’environnement : modélisation des profils de mission, du coût, prise en compte des normes, ergonomie des systèmes, etc.
-  intégration du pilotage au processus de conception : modélisation et optimisation de la commande des convertisseurs statiques et actionneurs, stratégies d’hybridation, interactions composants/commandes, stratégie de gestion énergétique des systèmes bâtiments et micro-réseaux etc.
-  modélisation du vieillissement, impact environnemental, cycle de vie, etc.
-  méthodologies et outils de conception et d’optimisation : analyse de sensibilité, robustesse, fiabilité des solutions, etc.
-  aspects systèmes avec des approches multi-outils et multi-acteurs : co-modélisation, co-simulation, co-conception

Actions :
Scientifiques

• Méthodes numériques et des stratégies d’optimisation permettant de gérer :

  • Des approches directes ou par meta-modèles, avec plusieurs niveaux de modélisation.
  • Des paramètres de conception hybrides (continus / discrets) permettant de travailler par exemple avec des bases de données constructeurs.
  • Des approches multi-critères, allant des front de Pareto aux méthodes d’ADMC (aide à la décision multi-critères)

• Méthodes numériques de simulation dynamiques multi-échelles :

  • Méthodes multi-niveaux, Méthodes d’extrapolation et de pas variable,
  • Méthodes de réduction des cycles
  • Co-Simulation, parallélisation

• Méthodes d’analyses et d’aide à la décision

  • Analyse de sensibilité, locale/globale, déterministe/stochastique
  • Optimisation robuste et fiable

• Synthèse de modèles permettant de tenir compte des phénomènes rapides ou d’échelles fines mais à partir d’expression à faible temps de calcul.

Organisationnelles
• Définition de cas d’études pour comparer les approches de mise en œuvre des différents participantsPartage de codes/algorithmes et outils, développés en licence libre par les laboratoires ou des tiers.
• Organisation de formations aux méthodes et outils développés dans les laboratoires.
• Réalisation de benchmarks
• Organisation d’ateliers avec présentations de doctorants
• Mise en œuvre d’échanges de chercheurs entre laboratoires du GT
• Communications des participants dans l’appel d’ELECTRIMACS « Task 3 : Methods for system design and optimization »

Liste de participants :
8 laboratoires, 13 chercheurs

FEMTO-ST
Daniel Depernet daniel.depernet@utbm.fr

G2ELab
Benoit Delinchant benoit.delinchant@G2ELab.grenoble-inp.fr

GeePS
Philippe Dessante philippe.dessante@supelec.fr

IREENA
Salvy Bourguet salvy.bourguet@univ-nantes.fr
Luc Loron luc.loron@univ-nantes.fr
Jean-Christophe Olivier jean-christophe.olivier@univ-nantes.fr

L2EP
Stéphane Brisset stephane.brisset@ec-lille.fr
Frédéric Gillon frederic.gillon@ec-lille.fr

LAPLACE
Bruno Sareni bruno.sareni@enseeiht.fr

LEC
Arnaud Hubert arnaud.hubert@utc.fr
Stéphane Vivier stephane.vivier@utc.fr

SATIE
Hamid Ben Ahmed hamid.benahmed@ens-rennes.fr
Anne Blavette anne.blavette@ens-rennes.fr

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Réunions du GT :
15 juin 2017 - ENS Cachan
9h - 10h Accueil

10h - 11h Antoine Pierquin (L2EP) - Modélisation multidynamique et optimisation multigranularité de systèmes électriques

11h - 12h Camille Pajot (G2ELab) - Optimisation MILP à différents horizons pour la planification d’un site à très forte consommation électrique permettant la valorisation de chaleur fatale au niveau d’un quartier

12h - 13h30 Déjeuner

13h30 - 14h30 Charles-Henri Bonnard (IREENA) - Modélisation et simulation multi-échelle et pultiphysique des appareillages électriques dans les simulateurs de réseaux (travaux de thèse GREEN - U. Montréal)

14h30 - 15h30 Van Binh Dinh (G2ELab) - Optimisation d’ordre 1 (avec gradients) pour le dimensionnement des bâtiments et des systèmes énergétiques en phase d’esquisse intégrant la gestion optimale

15h30 - 17h Table ronde - Echanges