Transition énergétique : développer des mix électriques plus soutenables à l’échelle d’un territoire

Thèse N Dougier
Témoignage
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Rencontre avec Nathanael Dougier, doctorant en génie énergétique en 3e année au laboratoire Lispen sur le campus Arts et Métiers d’Aix-en-Provence.
En phase avec les préoccupations climatiques actuelles, ses travaux de recherche visent à développer un outil d'aide à la décision permettant de concevoir des mix électriques hybrides (éolien, photovoltaïque, hydraulique, stockage...) afin de répondre à la consommation électrique d’un territoire.
Retour sur un parcours engagé et sur son choix d’un doctorat en poursuite d’études.

Le doctorat, le meilleur moyen pour se former à la recherche

J’ai suivi une formation d’ingénieur généraliste, avec une coloration énergie / environnement, à l'IMT Atlantique. Durant la fin de mon cursus d’ingénieur, j’ai eu l’occasion de suivre un " Parcours Excellence Recherche " permettant une première découverte du domaine de la recherche.

Je souhaitais depuis longtemps faire de la recherche (académique ou R&D en entreprise). Faire une thèse me paraissait donc le meilleur moyen de me former.

La recherche comme une évidence pour répondre aux enjeux environnementaux et sociétaux

"J’ai cherché un sujet de thèse qui correspondait à mes centres d’intérêts et à mes convictions", explique Nathanael. "J’ai eu la chance de trouver les bonnes conditions au sein du laboratoire Lispen, sous la direction de Lionel Roucoules, Pierre Garambois et Julien Gomand. "

Mes travaux de thèse portent sur la conception de mix électriques à l’échelle d’un territoire, c’est-à-dire le choix des technologies de production et de stockage d’électricité. Par exemple, si une ville souhaite produire sa propre électricité afin d’être autonome ou de réduire son impact environnemental, mon travail consiste à l’aider dans le dimensionnement des bonnes technologies et le choix d’une stratégie de pilotage.

Je conçois un outil informatique (programmé sous Matlab) qui trouve les meilleurs mix possibles pour une situation donnée. Cet outil prend en entrée la consommation électrique du territoire, les données météorologiques sur la période d’étude et le potentiel de chaque technologie. Il utilise une modélisation physique de chaque élément et une simulation du fonctionnement pour évaluer les performances d’un mix électrique. Par la suite, une étape d’optimisation (avec un algorithme génétique) permet de trouver plusieurs compromis entre des objectifs économiques, techniques et environnementaux.

Le but est donc de proposer à l’utilisateur plusieurs solutions adaptées à ses objectifs. Cela permet de ne pas se focaliser uniquement sur la solution la moins chère, comme cela a longtemps été le cas. De plus, cela laisse davantage de choix concernant les performances et la composition du mix électrique. Par exemple, l’utilisateur est peut-être prêt à payer un peu plus cher pour avoir un mix beaucoup moins polluant ou pour avoir une technologie plutôt qu’une autre.

Ce sujet est en phase avec les préoccupations climatiques actuelles et mon travail permettra de développer des mix électriques plus soutenables, c’est-à-dire ayant un impact réduit sur l’environnement et un coût non prohibitif.

Le doctorat, un défi en terme de gestion de projet et d’autonomie

L’aventure du doctorat est passionnante mais demande un gros investissement. Le bilan de mes deux premières années de thèse est très positif. Le quotidien est varié et on apprend tous les jours. La thèse est un défi en matière de gestion de projet sur le long terme. Il faut être rigoureux et organisé pour planifier son travail sur trois ans. L’autonomie dans le travail permet de travailler à son rythme et responsabilise beaucoup plus.

J’ai pu expérimenter d’autres activités : je donne des cours sur les capteurs et en automatique. J'ai également eu l’occasion de monter un cours sur l’éolien.
Il me reste pour cette fin de troisième année à affiner mes résultats et rédiger le manuscrit de thèse.

J’ai réussi à monter en compétences dans divers domaines (modélisation énergétique, optimisation, analyse de sensibilité…) et acquis une bonne méthodologie de recherche

Une fois ma thèse terminée, je souhaite continuer dans la recherche autour de sujets énergétiques et environnementaux (efficience énergétique, évaluation de mix, développement des énergies renouvelables, stockage…). Plusieurs voies s’ouvrent à moi : emploi de R&D combinant recherche et application concrète, contrat de post-doctorat à l’étranger afin de découvrir un autre pays et de nouvelles manières de travailler....

Un conseil pour les personnes intéressées par un doctorat ?

Dans le choix d'une thèse, le sujet est important mais aussi l’environnement de travail (laboratoire) et de vie.

" Renseignez-vous avant de commencer pour profiter au maximum de cette expérience. Et faites-vous plaisir ! " conseille Nathanael.

Thèse de N. Dougier - Modélisation systémique pour l'optimisation multi-objectifs d'un microgrid électrique

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