Optimisation de la topologie du dimensionnement et du fonctionnement des systèmes multi-énergie

Le contexte énergétique actuel nécessite la mise en œuvre de solutions innovantes pour les systèmes de conversion, de stockage et de distribution d'énergie, afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre dans le cadre de la lutte contre le réchauffement climatique. Divers systèmes de conversion d'énergies renouvelables (solaire, éolien, etc.) et procédés (combustion ou gazéification de la biomasse, digestion anaérobie et méthanisation, etc.), ainsi que de nombreux procédés de valorisation énergétique (cogénération, valorisation énergétique des déchets, etc.) sont au cœur des solutions innovantes de conversion et de distribution d'énergie. Chacun d'entre eux présente des avantages et des inconvénients, et de nombreuses études se concentrent sur l'optimisation individuelle de ces processus. Cependant, il est nécessaire de les exploiter dans leur ensemble, sous forme de systèmes multi-énergies (MES), en créant des synergies entre chacun de leurs sous-systèmes. Ces MES sont complexes à concevoir et difficiles à exploiter. Par conséquent, l'optimisation numérique de la topologie, du dimensionnement et du fonctionnement semble être une approche tout à fait pertinente. L'objectif du doctorat est l'optimisation mathématique de la topologie (conception du réseau, sélection des unités de conversion et de leurs connexions) et du dimensionnement (capacité des unités de conversion et de stockage), en tenant compte de la variabilité transitoire de la demande et des ressources. La formulation d'un tel problème d'optimisation est de type MIDO (Mixed-Integer Dynamic Optimization), incluant des variables entières pour modéliser l'existence des unités de conversion.