Thèse transformateur électroniques pour les réseaux de distribution

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Présentation de l'entreprise

EDF
Le groupe EDF, un des leaders sur le marché de l’énergie en Europe, est un énergéticien intégré, présent sur l’ensemble des métiers : la production, le transport, la distribution, le négoce et la vente d’énergies. Premier producteur d’électricité en Europe, le Groupe dispose en France de moyens de production essentiellement nucléaires et hydrauliques fournissant à 95,9 % une électricité sans émission de CO2. En France, ses filiales de transport et de distribution d'électricité exploitent 1 285 000 km de lignes électriques aériennes et souterraines de moyenne et basse tension et de l’ordre de 100 000 km de réseaux à haute et très haute tension. Le Groupe participe à la fourniture d’énergies et de services à près de 28,6 millions de clients en France. Par la qualité de ses équipes, ses capacités de R&D, son savoir-faire d'ingénierie et d'exploitation d'unités de production et de réseaux, par ses offres d'efficacité énergétique, il apporte des solutions compétitives pour concilier durablement développement économique et protection du climat. Outre son implantation européenne, le Groupe est également un opérateur industriel en Asie et aux États-Unis. Il est reconnu comme une référence mondiale du service public de l'énergie.
Nombre de poste à pourvoir: 
1

Transformateurs électroniques pour les réseaux de distribution

 

Début de thèse 1er semestre 2015

 

Dans un contexte d’intégration grandissante de sources d’énergie renouvelables décentralisées sur les réseaux de distribution, que ce soient par les productions domestiques des particuliers (majoritairement photovoltaïques) sur le niveau de tension BT, ou par le raccordement de fermes éoliennes et photovoltaïques de moyenne puissance sur le niveau de tension HTA, les réseaux de distribution voient leurs contraintes évoluer rapidement. De réseaux passifs, sièges de flux de puissance unidirectionnels, ils devront dès demain être capables de participer activement aux échanges de puissance, de gérer l’intermittence et d’interagir intelligemment avec les réseaux de transport.

Points névralgiques des réseaux de distribution, les transformateurs HTA/BT assurent les fonctions essentielles d’abaissement de la tension et d’isolement. Ces fonctions, bien que capitales, ne participent pas à une gestion active des réseaux de distribution. En France, aucun transformateur HTA/BT n’est équipé de régleurs en charge permettant une adaptation de tension en fonction des fluctuations de charge. De plus, ces régleurs en charge disposent d’une marge de manœuvre limitée, d’un réglage par paliers peu précis, de temps de réponse lents et sont victimes de l’usure lorsqu’utilisés régulièrement.

Pour pallier ces limitations et offrir les fonctions et le degré d’automatisation nécessaires à la mise en œuvre de réseaux de distribution « actifs », le concept de « Smart-Transformer » ou transformateur électronique (Solid-State Transformer = SST) a fait son apparition. Le principe est simple : profiter de la flexibilité et des nombreuses fonctions de régulation offertes par l’électronique de puissance pour remplacer les transformateurs conventionnels par des transformateurs haute-fréquence (HF) de petites tailles, interfacés au primaire et au secondaire à des convertisseurs de puissance. 

Lors d’une première étude, EDF R&D a identifié ce type de matériels comme pouvant constituer un possible élément clef de certains réseaux de distribution fortement contraints, à un horizon moyen/long terme (15 à 25 ans). La réalisation d’une thèse permettra de valider les services réseaux rendus pouvant être rendus par un SST et d’identifier précisément les verrous technologiques et facteurs industriels limitants.

Pour mener à bien la réalisation et l’encadrement de cette thèse nécessitant des compétences en électronique de puissance, contrôle et réseaux électriques, EDF R&D a identifié le département GEA de l’ENSEEIHT (Toulouse) et le laboratoire Laplace comme les partenaires idéaux. Les compétences possédées par les chercheurs du laboratoire Laplace en termes de convertisseurs multiniveaux, d’optimisation des lois de commande, de réduction des pertes, de fiabilité et de réalisation de prototypes assureront un encadrement solide au doctorant.

En se positionnant sur un sujet aussi innovant que les transformateurs électroniques, EDF R&D anticipe les besoins des réseaux de distribution de demain en se donnant les moyens d’exploiter les nouvelles possibilités offertes par la popularisation des convertisseurs à base d’électronique de puissance. Les nouveaux matériels intelligents pour les réseaux de distribution constituent en effet un sujet au centre de la réflexion pour de nombreux gestionnaires de réseaux  de distribution européens et constructeurs, confrontés à la problématique de l’insertion grandissante de production décentralisée et de nouveaux types de charge. A travers ce doctorat, EDF pourra donc développer une compétence pointue en électronique de puissance appliquée aux SmartGrids et renforcer son réseau auprès des universitaires et industriels du secteur.

Type(s) de contrat: 
Département(s): 
Famille(s) de métier: 
Niveau(x) de diplôme: 
Reference: 
EDF-R&D04
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