Soutenance de thèse d'Anne Laure MAZAURIC

Le système électrique assure à tout instant un équilibre entre la production et la consommation d'électricité. L’intégration massive de sources d'énergies renouvelables et variables (EnR), telles que l'éolien et le photovoltaïque peut affaiblir cet équilibre offre-demande. Parallèlement, les centrales de productions fortement émettrice en CO2 tendent, à court terme, à disparaitre du paysage énergétique. La suppression des centrales thermiques au profit de l'intégration croissante de ces EnR variables est inscrite dans la stratégie énergétique française de réduction des émissions de CO2. D’autre part, les centrales nucléaires contribuent en partie à l’équilibre journalier et saisonnier (« suivi de charge », réglage de fréquence) de la production – consommation. Toutefois, l’utilisation à des fins de flexibilité reste limitée du fait de contraintes technologiques et de choix économiques. Ces limites empêchent une modulation de la production nucléaire aussi efficace et rapide que celle des centrales thermiques classiques, qui sont privilégiées lors de fortes perturbations du réseau pour un contrôle rapide de la stabilité.
L'objectif de la thèse est d'étudier, dans un premier temps les contraintes du système électrique notamment liées à une forte pénétration des EnR et les retranscrire en termes de besoin de flexibilité. Dans un second temps, la thèse vise à introduire ces exigences de flexibilité dans la conception d'un réacteur nucléaire à haute flexibilité. De cette façon, le réacteur nucléaire envisagé pourrait participer plus activement à l'équilibre permanent de l'offre et de la demande d'électricité, au contrôle de la fréquence, et à l'intégration des EnR variables sur le réseau. L’approche générale de la thèse consiste à étudier conjointement les défis du système électrique et de surcroît l’impact sur la conception du réacteur via un critère de flexibilité, ce qui permet le découplage des thématiques.

Abstract :
The power system ensures a balance between electricity production and consumption at all times. The massive introduction of renewable and variable energy sources (RES), such as wind and photovoltaic can weaken this supply-demand balance. At the same time, high-carbon power plants will shortly disappear from the power mix. The removal of thermal power plants in favor of the increasing integration of these variable RES is part of the French energy strategy to reduce CO2 emissions. On the other hand, nuclear power plants contribute in part to the daily and seasonal balance ("load following", frequency control) of production - consumption. However, their use for flexibility purposes remains limited due to technological constraints and economic choices. These limitations prevent nuclear generation from being modulated as efficiently and quickly as conventional thermal power plants, which are preferred during severe grid disturbances for rapid stability control.
The objective of the PhD is to study, in a first step, the constraints of the electrical system, in particular linked to a high penetration of RE and to transcribe it in terms of flexibility needs. In a second step, the PhD aims at introducing these flexibility requirements in the design of a high flexibility nuclear reactor. In this way the considered nuclear reactor could participate more actively in the permanent balance of electricity supply and demand, in frequency control, and in the integration of variable RES on the grid. The general approach of the thesis is to study jointly the challenges of the power system and in addition the impact on the reactor design via a flexibility criterion, which allows the decoupling of the topics.