• Langue : Français
• Discipline : Génie Electrique
• Identifiant : 2024ULILN039
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 14/11/2024

Résumé en langue originale

Le secteur de l'énergie est en pleine mutation. Les défis environnementaux, les contextes économiques et géopolitiques exigent une profonde transformation de la relation de nos sociétés à l'énergie. L'électrification de certains usages et le déploiement d'énergies renouvelables représentent des solutions pour relever ces défis, mais entraînent également une modification de la gestion des réseaux électriques. Chaque consommateur est ainsi amené à devenir un acteur de la gestion énergétique et à être sollicité par les opérateurs de réseau.Ce travail se positionne comme exploratoire en proposant une nouvelle méthodologie de gestion énergétique. Celle-ci est proposée dans le cadre de communautés d'énergie équipées de production photovoltaïque, où l'électricité est distribuée de manière coopérative. Les motivations et sensibilités des membres de ces communautés sont prises en compte grâce à des méthodologies issues des sciences humaines et sociales. Les jeux coopératifs issus de la théorie des jeux ont permis de modéliser les interactions humaines au sein d'une communauté d'énergie. Les limites de ces modèles mathématiques dans la gestion énergétique ont été identifiées. Des solutions, comme une méthode de sous-division des jeux pour réduire le temps de calcul, ont été proposées, rendant la théorie des jeux applicable à de plus grandes communautés. Une méthodologie de quantification des impacts environnementaux, basée sur la méthode d'analyse de cycle de vie (ACV), est également proposée et intégrée dans le système de gestion énergétique.Le résultat de ces recherches est une méthodologie de distribution d'énergie renouvelable dans laquelle les acteurs coopèrent pour augmenter leur satisfaction et améliorer l'efficacité du système d'énergie renouvelable. L'application et la comparaison de concepts de répartition des gains issus de la théorie des jeux a permis de soulever des questions éthiques et organisationnelles. Par ailleurs, la méthodologie de quantification des impacts environnementaux a contribué à mieux intégrer les enjeux environnementaux dans les travaux de gestion des réseaux électriques. Cette thèse est donc construite autour d'une interdisciplinarité entre les sciences de l'ingénieur et les sciences humaines et sociales. Elle propose une méthodologie qui répond à la fois aux problématiques techniques de la gestion de l'énergie, aux enjeux environnementaux et aux problématiques sociales.

Résumé traduit

The energy sector is undergoing significant changes. Environmental challenges, economic and geopolitical contexts, oblige us to reconsider the relationship between energy and our societies. Electrifying uses and deploying renewable energy sources are solutions to address these issues. They also lead to changes in the management of electrical grids. Each consumer will be asked to become an active participant in energy management and can be requested by grid operators.This work is exploratory, proposing a new methodology for energy management. It is designed for energy communities equipped with photovoltaic production. Electricity is cooperatively managed by its stakeholders. The motivations and sensitivities of the community members are considered through methodologies derived from the social sciences and humanities. Game theory, and cooperative gamesin particular, has been applied to model consumer behavior, facilitating cooperation among participants. The limits of these mathematical models in their application to energy management have been studied. Solutions to these limitations have also been proposed. In particular, a method of subdividing the game to reduce computation time is presented, enabling game theory to be applied to larger communities. Additionally, an environmental impact assessment methodology, based on the Life Cycle Assessment approach, is proposed and integrated into the energy management system.The results of this research are a methodology for distributing renewable energy in which participants collaborate to increase their satisfaction and enhance the efficiency of the renewable energy system. The application and comparison of gain distribution concepts from game theory have raised ethical and organizational questions. Furthermore, the environmental impact assessment methodology has allowed for better consideration of environmental issues in the management of electrical grids. This thesis is built on an interdisciplinary approach, combining engineering sciences with the social sciences and humanities. The proposed methodology addresses the technical challenges of energy management, and the environmental and social issues.