A l’issue de mes travaux de thèse (Impact de la production décentralisée sur les réseaux de distribution, soutenue le 2 avril 2004), de mon post-doctorat en Allemagne (étude d’opportunité économique de la centrale virtuelle) et de mon emploi d’Ingénieur-Chercheur à EDF R&D (études d’automatisation des réseaux de distribution), j’ai développé une thématique de recherche sur l’évolution des réseaux électriques intelligents (Smart Grids). Ces travaux concernent les architectures, les modes d’exploitation et les concepts d’interdépendance des Smartgrids et s’intègrent dans ceux de l’équipe Systèmes et Réseaux Electriques (SYREL) du G2Elab.
L’axe de recherche « évolution des réseaux électriques intelligents (Smartgrids) » a conduit à des travaux en collaboration avec des partenaires industriels français majeurs du domaine : EDF, Schneider Electric, ATOS WorldGrid et divers partenaires européens tels que ECN, le centre de recherche nucléaire hollandais reconverti sur l’insertion des énergies renouvelables (intégré à TNO), KEMA, l’université grecque d’Athènes NTUA, les universités Suédoises BTH et KTH, pour ne citer que les principaux.
L’axe de recherche « évolution des réseaux électriques intelligents (Smart Grids) » s’est inscrit, entre autres, dans le cadre des travaux du groupement d’intérêt économique IDEA (Inventer la Distribution Electrique de l’Avenir 2000-2013). Ce GIE avec deux partenaires importants du G2Elab, EDF et SCHNEIDER ELECTRIC. Il visait à étudier l’impact de la production décentralisée dans les réseaux de distribution et à proposer des solutions innovantes facilitant l’intégration des producteurs dispersés. Ces travaux s’intègrent dans ceux soutenus par le pôle de compétitivité Tenerrdis.
J’ai aussi assuré la mise en place et l’animation scientifique et administrative de plusieurs projets de recherche, principalement Européens (associé à chaque fois à une thèse ou un post doctorat).
Mes travaux de recherche se sont subdivisés suivant trois sous-axes fédérateurs :
Ces travaux de recherche ont pour but de promouvoir la notion de réseaux flexibles, actifs et intelligents où les moyens de réglage propres aux réseaux de distribution se coordonnent avec les sources et charges. Ce “Smartgrid” est un système énergétique de l’ère numérique, auto-cicatrisant qui délivre l’électricité depuis des sources de productions (dont les sources renouvelables) aux points de consommation. Il est capable d’optimiser la distribution de la puissance, de faciliter les communications bidirectionnelles au travers du réseau, de permettre la participation active des utilisateurs finaux, de minimiser les coupures.
En termes de résultats chiffrés sur les (co)-encadrements de stagiaires et de doctorants :
En termes de publications :
En termes de coopérations industrielles nationales et valorisations :
En termes de valorisation européenne et internationale :
T.01 Bogdan Enacheanu, soutenue le 26 octobre 2007
« Outils d’aide à la conduite pour les opérateurs des réseaux de distribution », thèse de doctorat Institut National Polytechnique de Grenoble, réalisée au sein du GIE-IDEA
Encadrement : Bertrand Raison (50%), Raphaël Caire (40%), Nouredine Hadjsaid (10%)
Dates : 01/10/2004 au 26/10/2007
T.02 Erwan Le-Pelleter, soutenue le 26 octobre 2007« Outil d’électronique de puissance pour le maillage/bouclage des réseaux de distribution : application au contrôle des flux de puissance et la limitation des courants de court-circuit », thèse de doctorat Institut National Polytechnique de Grenoble, réalisée au sein du GIE-IDEA
Encadrement : Pierre Olivier Jeannin (40%), Seddik Bacha (30%), Jean-Luc Schanen (10%), David Frey (10%), Raphaël Caire (10%)
Dates : 01/10/2004 au 26/10/2007
T.03 Miguel Angel Fontela Garcia, soutenue le 10 juillet 2008« Interaction des réseaux de transport et de distribution en présence de production décentralisée », thèse de doctorat de l’Institut Polytechnique de Grenoble, en lien avec le projet Européen CRISP
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (50%), Seddik Bacha (40%), Raphaël Caire (10%)
Dates : 01/10/2001 au 10/07/2008
T.04 Benoit Rozel, soutenue le 8 juillet 2009« La sécurisation des infrastructures critiques : recherche d’une méthodologie d’identification des vulnérabilités et modélisation des interdépendances », thèse de doctorat de l’Institut Polytechnique de Grenoble,
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 01/09/2006 au 08/07/2009
T.05 Marie-Cécile Alvarez-Hérault, soutenue le 10 décembre 2009« Architecture des réseaux de distribution du futur en présence de production décentralisée », thèse de doctorat de l’Institut Polytechnique de Grenoble, thèse de ressourcement de l’Institut Carnot
Encadrement : Raphaël Caire (50%), Bertrand Raison (40%), Nouredine Hadjsaid (10%)
Dates : 01/10/2007 au 10/12/2009
T.06 Cristian Jecu, soutenue le 16 septembre 2011« Système de protection novateur et distribué pour les réseaux Moyenne Tension », thèse de doctorat de l’Université de Grenoble, réalisée en lien avec le GIE-IDEA et l’ADEME
Encadrement : Bertrand Raison (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 01/10/2008 au 16/09/2011
T.07 Monica Biserica, soutenue le 16 septembre 2011« Observabilité et reconstruction d'état des réseaux de distribution du futur », thèse de doctorat de l’Université de Grenoble, réalisée en lien avec le GIE-IDEA et l’ADEME
Encadrement : Yvon Besanger (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 01/10/2008 au 16/09/2011
T.08 Alireza Soroudi, soutenue le 4 octobre 2011« Architecture des réseaux de distribution en présence de production décentralisée - planification sous incertitudes et modes d'exploitation décentralisés », thèse de doctorat de l’Université de Grenoble, thèse en cotutelle avec l’université de Sharif à Téheran, Iran et financée par le GIE-IDEA
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 30/09/2008 au 04/10/2011
T.09 Wendy Carolina Briceño Vicente, soutenue le 20 septembre 2012« Modélisation des réseaux de distribution sous incertitudes », thèse de doctorat de l’Université de Grenoble, thèse réalisée en lien avec le gouvernement vénézuélien
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 02/11/2009 au 20/09/2012
T.10 Samuel Emelin, soutenue le 31 mars 2014doctorant en CIFRE (thèse confidentielle jusqu’en avril 2019) avec ErDF sur des comparaisons de pratiques de planification internationales des réseaux de distribution.
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 01/12/2009 au 31/03/2014
T.11 Maria Viziteu, soutenue le 16 octobre 2013doctorante en CIFRE en collaboration avec ATOS ORIGIN sur la sécurisation du réseau électrique vis-à-vis de la défaillance des fonctions de téléconduite. (étudiante en dépression puis congés maternité)
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 01/01/2008 au 23/10/2013
T.12 José Sanchez Torres, soutenue le 23 octobre 2013doctorant projet ANR CSOSG sur la modélisation couplée des infrastructures critiques en utilisant les réseaux complexes et l’arithmétique complexe.
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 02/06/2010 au 30/06/2013
T.13 Sellé Touré, soutenue le 20 octobre 2014 - Optimisation des réseaux : réseau actif et flexibledoctorant du GIE IDEA, sur la fusion des fonctions avancées de conduite (gestion tension et reconfiguration) des réseaux de distribution en présence de production décentralisée. (puis post doctorant AMI ADEME)
Encadrement : Yvon Besanger (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 01/10/2010 au 20/10/2014
T.14 Egor Gladkikh, soutenue le 8 juin 2015 - Optimisation de l'architecture des réseaux de distribution d'énergie électriquedoctorant en bourse Qualité Recherche de Grenoble InP sur des outils mathématiques de génération automatique et d’évaluation d’architectures pour les réseaux de distribution avec de productions décentralisées. (puis post doctorant sur projet européen evolvDSO)
Encadrement : Bertrand Raison (20%), Wojciech Bienia (80%), Raphaël Caire (20%)
Dates : 01/12/2011 au 08/06/2015
T.15 Rodrigo José Albuquerque Frazao, soutenue le 14 octobre 2015 - PMU based situation awareness for smart distribution gridsdoctorant en bourse gouvernement brésilien sur le développement et l’utilisation de Phasor Measurement Units pour les réseaux de distribution.
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 01/11/2012 au 14/10/2015
T.16 Gaspard Lebel, soutenue le 26 avril 2016 - Distributed Energy Resources coordination toward the supply of ancillary services in real-timedoctorant sur contrat industriel sur des outils de gestion des ressources locales avec des approches marchés et centrale virtuelle.
Encadrement : Raphaël Caire (50%), Nouredine Hadjsaid (50%)
Dates : 07/05/2013 au 26/04/2016
T.17 Emmanuelle Vanet, soutenue le 27 septembre 2016 - Distributed intelligence and heterarchical approach of distributed balancing markets in smart gridsdoctorante sur contrat européen sur des outils de gestion des ressources locales avec des approches d’analyse de contingence, de marchés de distribution de l’intelligence.
Encadrement : Raphaël Caire (50%), Nouredine Hadjsaid (50%)
Dates : 01/09/2013 au 27/09/2016
T.18 Christophe Ghafari, soutenue le 16 décembre 2016 - Innovative numerical protection relay design on the basis of sampled measured values for smart gridsdoctorant sur contrat industriel sur des outils de traitement de signal avancé pour les relais de protection.
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (30%), Bertrand Raison (35%), Raphaël Caire (35%)
Dates : 01/09/2013 au 16/12/2016
T.19 Bhargav Prasanna Swaminathan, soutenue le 22 septembre 2017 - Operational Planning of Active Distribution Networks - Convex Relaxation under Uncertaintydoctorant sur bourse EEATS et en lien avec le projet evolvDSO sur des outils de planification opérationnelle des réseaux actifs et flexibles.
Encadrement : Raphaël Caire (30%), Vincent Debusschère (70%)
Dates : 01/09/2014 au 22/09/2017
T.20 Ahmed Hadjsaid, soutenance le 31 janvier 2018 - Intégration du stockage dans les méthodes de planification des réseaux électriques basse tensiondoctorant sur bourse EEATS sur des outils de planification des réseaux Basse tension en présence de stockage.
Encadrement : Raphaël Caire (30%), Vincent Debusschère (35%), Marie-Cécile Alvarez (35%)
Dates : 01/09/2013 au 31/01/2018
T.21 Mouhcine Mendil, soutenance le 8 octobre 2018 - Joint Radio And Power Resource Optimal Management For Wireless Cellular Networks Interconnected Through Smart Gridsdoctorant sur contrat industriel (CIFRE CEA LETI sur ANR Sogreen) sur les stations de base sans fils pour les smart grids. (puis post doctorant chaire Enedis)
Encadrement : Nouredine Hadjsaid (50%), Raphaël Caire (50%)
Dates : 11/01/2015 au 08/10/2018
T.23 Tung Lam Nguyen, soutenance le 22 mai 2019doctorant sur bourse gouvernement VIETNAMIEN (et complément ERIGRID) sur les systèmes multi agents pour le contrôle et la protection des microgrids.
Encadrement : Raphaël Caire (50%), Tuan Tran Quoc (50%)
Dates : 01/03/2016 au 22/05/2019
T.22 Djibril Diop, soutenance prévue en décembre 2019
doctorant sur contrat industriel sur la convergence CIM et IEC61850.
Encadrement : Raphaël Caire (50%), Nouredine Hadjsaid (50%)
Dates : 01/09/2015 au XX/07/2019
T.24 Mamadou Goundiam, soutenance prévue en avril 2021doctorant sur bourse gouvernement malien, solution opérationnelle pour manque d’inertie dans les réseaux électriques
Encadrement : Raphaël Caire (50%), Vincent Debusschère (50%),
Dates : 15/04/2018 au XX/07/2021
T.25 Ildar Daminov, soutenance prévue en avril 2020doctorant sur bourse gouvernement russe, planification des réseaux de distribution en intégrant des contraintes dynamiques (DLR, DTR, DCR), cotutuelle Université de Tomsk
Encadrement : Raphaël Caire (50%), Marie-Cécile Alvarez-Hérault (50%)
Dates : 25/04/2018 au XX/07/2020
T.26 Pierre Laize, soutenance prévue en janvier 2022doctorant sous convention CIFRE, planification des réseaux de distribution basse tension actifs et flexibles et analyse de risque
Encadrement : Raphaël Caire (50%), Marie-Cécile Alvarez-Hérault (50%)
J’ai eu, au cours de ma carrière d’enseignant chercheur, un investissement très fort dans la pédagogie et mon école. Cet investissement est d’abord lié à l’attachement personnel développé lors de mes études du fait de mes activités associatives mais aussi au travers de ma conception de l’enseignement supérieur. Cet enseignement, d’autant plus en école d’ingénieurs, doit en effet être réalisé par des enseignants passionnés et au fait des dernières technologies. Nous devons, aussi, être capable d’accompagner l’industrie dans ses challenges et évolutions (digitalisation, décarbonation, éthique, milleniums).
En termes de thématiques d’enseignements, j’ai eu la chance d’intervenir quasi intégralement dans des matières liées à mon expertise de recherche/industrielle. Ainsi, j’ai la chance de donner et d’avoir donné des enseignements sur les réseaux électriques (stabilité, calculs de courant de court-circuit, équipements électriques) ainsi que les matières connexes essentielles (électronique analogique et continue, informatique et optimisation, communication, entre autres). Ces enseignements ont été et sont donnés à divers niveaux (prépa intégrée, IUT, licence, 1A + 2A + 3A école d’ingénieurs, formation continue) mais aussi tant dans diverses composantes de Grenoble INP (ENSIEG, ENSHMG, Prepa INP, ENSE3, ENSGI) qu’à l’extérieur (Ecole Centrale Lyon, Ecole des Mines de Paris, ENSAM Lille, ESIGELEC).
En termes de pratiques pédagogiques, j’ai un grand respect de la tradition sur les aspects cours magistraux et applications en travaux dirigés et travaux pratiques. Je suis, en effet, très à l’aise dans les amphithéâtres (classiquement 60 à 80 personnes), ainsi que dans des groupes plus intimes (TD à 25 personnes typiquement).
En termes d’activités particulières et sur l’aspect montages de formation, j’ai eu la chance d’être responsable du montage de la filière IEN et de l’extension du Master Smart Grid and Building :
x Participation au projet d’école « Eau, Energie, Environnement », ENSE3 dans le cadre de la réforme de l’INP-Grenoble (fusion des écoles ENSIEG et ENSHMG c’est-à-dire une école avec une promotion de 320 étudiants)
x Montage du démonstrateur RD-PREDIS et passage de ce dernier dans des formations 3ème année sur les Smartgrids. Dans le cadre du projet européen INTEGRAL et de l’ANR SINARI, j’ai spécifié intégralement le cahier des charges d’un démonstrateur Smartgrid recherche en gardant en tête le transfert de ce banc expérimental vers un usage pédagogique. J’ai ainsi aidé une jeune enseignante-chercheuse, M-C Alvarez-Hérault à réaliser les premières spécifications des tous premiers travaux pratiques de l’ENSE3 sur les Smartgrids sur une plate-forme représentative du domaine. J’ai accompagné deux techniciens du G2Elab, A. Labonne et T. Braconnier à finaliser des enseignements pratiques sur la communication 61850 dans les Smart Grids.
x Participation au montage du MOOC Smart Grids en partenariat avec Enedis et qui fait l’objet d’une session annuelle entre fin mai et début juillet chaque année. Dans le cadre de la chaire Enedis portée par le G2Elab et devant le constat que peu de formations existent dans le domaine du Smart Grids, Grenoble INP (4 enseignants + 1 titulaire de la chaire Smart Grids + 3 ingénieurs d’Enedis) a réalisé un MOOC d’introduction sur les réseaux électriques intelligents. J’interviens dans cette formation en ligne sur 2 séquences de 10 minutes sur un total de 3 heures de formation. Voir page sur FUN.
mise à jour le 23 novembre 2023
Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble
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