Simplicité et robustesse dans la conception de systèmes d'énergie électrique ou de systèmes multiénergies // Simplicity and robustness for the design of electrical systems and multi-energy systems

Les critères habituels ou actuels de dimensionnement et de conception de systèmes électriques comme les réseaux de distribution ou microréseaux, portent usuellement sur des aspects techniques (minimisation des pertes, respect de performances dynamiques, de gabarits harmoniques, …), économiques (minimisation des coûts, des taux de renouvellement de matériel, …) voire environnementaux (réduction des impacts notamment liés aux émissions carbone) mais ne réinterrogent pas forcément les usages et notamment le cahier des charges initial et les performances attendues. La complexité de ces systèmes survient dès la phase de conception de ces dispositifs compte-tenu de la diversité des échelles de temps, des caractéristiques et contraintes physiques, des interactions entre ces différents constituants à prendre en compte.
Les derniers travaux effectués dans ce domaine soulignent néanmoins l'importance du contrôle et du pilotage de ces systèmes dans les résultats d'optimisation d'une part, mais surtout celle de réinterroger la notion de performances en vertu de la robustesse apportée à la solution par rapport à des enjeux de soutenabilité. Les travaux de recherche d'O. Hamant de l'ENS Lyon montrent ainsi le potentiel à réinterroger cette notion de robustesse quitte à accepter de revoir les objectifs de performances afin d'améliorer le dimensionnement d'un système avec une vision long-termiste.
En parallèle, la notion élémentaire de « simplicité » dans la mise en œuvre de la solution n'a à ce jour jamais été interrogée hors du cadre désormais assez commun de réfléchir au cycle de vie des différents constituants ou du système étudié de manière à réduire globalement les impacts environnementaux. Or cette notion de simplicité, dans le choix des constituants, dans le choix de matériaux, dans la logique même de l'usage fait du système, pourrait être un enjeu important à intégrer dans les objectifs de conception afin de prendre en compte les enjeux environnementaux et sociétaux associés.
De premiers travaux effectués dans le cadre d'un stage Master ont permis de mettre en avant la corrélation entre cette notion de simplicité et des objectifs de maintenance, de qualité de l'énergie ou de protection ; elle offre ainsi l'opportunité pour la société de se saisir des enjeux de réparabilité ou de circularité associés à la technologie, et pourquoi pas de résilience.
L'objectif de la thèse porte ainsi sur la traduction et l'intégration de ces deux concepts, robustesse et simplicité, dans le dimensionnement de systèmes comme des systèmes multi-convertisseurs multi-sources mobilisant en priorité le vecteur électricité. L'objectif principal serait de formuler et délivrer une méthodologie générique qui puisse être évaluée dans toutes ses variations avant d'être proposée et validée sur différents cas d'études industriels.
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The standard or current criteria for sizing and designing electrical multi-energy systems—such as distribution networks or microgrids—typically focus on technical aspects (minimizing losses, meeting dynamic performance requirements, harmonic limits, …), economic (minimizing costs, equipment replacement rates, …), or even environmental (reducing impacts, particularly those related to carbon emissions), but do not necessarily re-examine usage patterns, particularly the initial specifications and expected performance.
Recent work in this field nevertheless highlights the importance of controlling and managing these systems in optimization results, on the one hand, but above all the need to re-examine the concept of performance in light of the robustness provided by the solution in relation to sustainability challenges. The research by O. Hamant of ENS Lyon thus demonstrates the potential for re-examining this notion of robustness, even if it means revising performance objectives to improve system design with a long-term perspective.
At the same time, the basic concept of “simplicity” in the implementation of the solution has, to date, never been questioned outside the now fairly common framework of considering the life cycle of the various components or the system under study in order to reduce overall environmental impacts. Yet this notion of simplicity—in the choice of components, in the choice of materials, and in the very logic of how the system is used—could be a key consideration to integrate into design objectives in order to address the associated environmental and societal challenges.
Initial work carried out as part of a Master's internship has highlighted the correlation between this concept of simplicity and objectives related to maintenance, power quality, or protection; it thus offers society an opportunity to address the challenges of reparability or circularity associated with technology—and, why not, resilience.

The objective of this PhD thesis is therefore to translate and integrate these two concepts—robustness and simplicity—into the design of systems such as multi-converter, multi-source systems that primarily utilize electricity as the energy vector. The main objective is to formulate and deliver a generic methodology that can be evaluated in all its variations before being proposed and validated across various industrial case studies.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université Grenoble Alpes

220 EEATS - Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal

Etudiante ou étudiant titulaire d'un Master en génie électrique ou d'un diplôme d'ingénieur en génie électrique.
Master in electrical engineering of electrical engineering degree