Définition de scénarios et de stratégies de gestion de l’énergie de stations de recharge pour véhicules bas-carbone

L'Institut de Recherche en Energie Electrique de Nantes Atlantique, basé sur le site de Saint-Nazaire, est constitué de 65 personnes dont 24 enseignants chercheurs, 2 chercheurs associés, 1 professeur émérite, 6 post-doctorants, 2 IATSS, 2 ingénieurs de recherche et 22 doctorants. Les permanents sont rattachés à Polytech Nantes, l'IUT de Saint-Nazaire, l'IUT de La Roche-sur-Yon, l'ICAM et l'ESEO Angers. L'IREENA mène des recherches amont à visée applicative pouvant adresser des défis sociétaux comme la sûreté et la fiabilité des composants et des systèmes, l’efficacité énergétique pour un développement durable, les énergies renouvelables notamment marines ou encore l’industrie du futur. Les solutions proposées adoptent une démarche système appuyée par des approches de modélisation originales. Les champs d'application du laboratoire concernent essentiellement le transport (naval, aéronautique, automobile), la maîtrise des énergies durables (éolien offshore, hydrolien) et les Smartgrids (habitat, mix énergétique).

Contexte et enjeux

Afin de répondre aux enjeux de décarbonation du transport et en particulier de la mobilité terrestre, un développement massif de solutions de mobilité basées sur les vecteurs hydrogène et électricité est attendu dans les années à venir. Ces évolutions impliquent le développement de stations de recharge mais aussi la production d’électricité et d’hydrogène décarbonés à partir de sources d’énergie renouvelable. La conception et la gestion de ces stations de recharge doivent être définies de manière suffisamment robuste pour garantir la viabilité technique et économique, en considérant différentes incertitudes liées notamment à la nature fluctuante des profils de demande (évènements de recharge) et de production d’électricité renouvelable (solaire photovoltaïque et éolien).

La nature stochastique des profils à considérer peut impliquer une quantité importante de scénarios à simuler afin de déterminer le design optimal de la station, pouvant amener à des temps de calcul prohibitifs. Ainsi, il s’avère nécessaire de procéder à une phase de réduction de scénarios pour limiter la quantité de profils de production et de demande à considérer lors de la phase d’optimisation du dimensionnement et définition de règles de gestion, tout en veillant à conserver une représentativité statistique des scénarios possibles.

Objectifs du stage 

Ce stage aura pour premier objectif de proposer une démarche de génération et de réduction de scénarios en termes de profils de demande et de production d’électricité à partir de sources d’énergie renouvelable (solaire photovoltaïque et éolien). Il conviendra en particulier de considérer les caractéristiques temporelles des profils, la dépendance entre certaines caractéristiques, les incertitudes et le séquencement des journées à simuler. Cette phase de travail alimentera ensuite une phase de définition de stratégies optimisées de gestion de l’énergie, afin de définir les règles de pilotage des éléments de production et de stockage d’énergie permettant d’assurer la recharge des véhicules au moment où ils se présentent, tout en considérant les tarifs d’achat et de vente de l’énergie.

Le stage sera composé des phases de travail suivantes :

• Etude bibliographique sur la génération et la réduction de scénarios de profils de demande et de production
• Caractérisation de profils de demande et de production et formalisation d’une démarche de génération, classification et réduction de scénarios
• Définition de stratégies de gestion de l’énergie optimisées
• Validation des stratégies de gestion développées sur les scénarios issus de la phase de génération et réduction
• Rédaction du mémoire et soutenance.

Ce stage pourra faire l’objet d’une poursuite en thèse de doctorat sur la même thématique à partir de septembre-octobre 2025 (financement dans le cadre du projet ANR JCJC OSIRMEH).

Période du stage : 5-6 mois, démarrage en février - mars 2025

Lieu de déroulement du stage : Laboratoire IREENA, Centre de Recherche et de Transfert de Technologie (CRTT), 37 bd de l’Université, CS 90406, 44612 Saint-Nazaire, France

Encadrement : Anthony ROY (MCF, IREENA), Salvy BOURGUET (PR, IREENA)

Financement : Projet OSIRMEH (financé par l’ANR, dispositif JCJC), rémunération du stage au taux en vigueur.

• Formation : Bac+5 en mathématiques appliquées, optimisation, génie électrique, énergétique ou informatique (Master, Ingénieur)
• Autonomie, rigueur, capacité à communiquer et restituer des résultats (oral et écrit), appétence pour la recherche scientifique et la réalisation d’une thèse de doctorat
• Connaissances souhaitées dans le domaine des réseaux électriques, de l’hydrogène, du stockage de l’énergie, de la modélisation énergétique et de l’optimisation
• Logiciels/programmation : Matlab, Python ou Julia (autonomie en programmation requise) ;
• Anglais courant (lu, écrit).