RAISON Bertrand

Depuis octobre 2001, je conduis mes travaux de recherche au G2Elab dans la suite des travaux de thèse et de post-doc. J’ai développé une thématique de recherche sur la sûreté de fonctionnement, le diagnostic et la protection des systèmes électriques (actionneurs électriques, défauts dans les réseaux électriques et leurs protections). Ils s’intègrent dans les travaux de l’équipe Systèmes et Réseaux Electriques (SYREL).

Premier axe de recherche : détection et location de défauts dans les réseaux de distribution

Lors de la thèse et du post-doctorat de D. PHAM, celui-ci a développé un algorithme de placement des indicateurs de passage de défauts, transféré chez l’industriel. Un autre aspect de la localisation des défauts a été abordé lors de la thèse de D. PENKOV : la localisation métrique des défauts intégrant l’effet de la production décentralisée. Par ailleurs, une autre méthode a été testée lors d’une délégation chez EDF R&D au premier semestre 2008-2009, objet ensuite d’un dépôt de brevet. Ces études furent poursuivies dans le cadre du projet de type AMI de l’ADEME « GreenLys » (R. MARGUET) sur l’autocicatrisation des réseaux de distribution. Cette thématique est complétée par les travaux de C. GHAFARI dans lesquels nous avons analysé les effets de la norme CEI 61850 sur le fonctionnement des algorithmes des futures protections de Schneider Electric. Cette expertise dans le domaine des protections est reconnue par l’animation d’un tutorial d’une ½ journée lors de la conférence internationale CIRED en juin 2015 (40 participants inscrits). Par ailleurs, dans le cadre de la thèse de N. SAPOUNTZOGLOU (projet européen INCITE), des algorithmes de détection et de localisation des défauts en utilisant des mesures disponibles au point de connexion des divers producteurs décentralisés ont été développés. Cet axe a été complété par la thèse de M. BELMILOUD portant sur le diagnostic des transformateurs de puissance par l’analyse des gaz dissous (CIFRE avec TSV).

Deuxième axe de recherche : effets des défauts dans les producteurs d’énergie décentralisée

Il s’agissait tout particulièrement d’étudier les protections de découplage des producteurs photovoltaïques. Deux contrats de recherche ont consisté à trouver la structure (au sens de l’agencement des modules, des briques de conversion et des lois de commande) la plus robuste aux aléas de production des modules (projet FUI Solution PV, thèse de D. PICAULT). Dans le projet ANR DLD-PV (thèse de L. BUN), des méthodes de détection et localisations des défauts dans les installations photovoltaïques ont été développées.

Un autre point concerne aussi les protections de découplage des producteurs photovoltaïques. Ce sujet devient une des préoccupations majeures des distributeurs suite aux modifications prévues des Grids Codes. C’est ce que nous avons examiné dans le cadre de la thèse de J. BRUSCHI dans le cadre de la chaire industrielle avec Enedis. Ce sujet a été approfondi lors de la thèse d’O. ARGUENCE sur la détection d’ilotages non intentionnels dans les réseaux de distribution avec une partie de modélisation importante pour bien comprendre les phénomènes en jeu mais aussi une partie d’utilisation de données réelles issues des réseaux Enedis.

Troisième axe de recherche : conduite et planification des réseaux de distribution

Nous avons cherché à réduire les pertes dans ces réseaux en jouant sur leur configuration en utilisant des méthodes d’optimisation (thèse de B. ENACHEANU). Nous avons aussi étudié quels pouvaient être les liens entre reconfiguration et réglages des protections lors de la thèse de C. JECU. Nous y avons proposé ce que pourrait être l’organisation du plan de protection des réseaux du futur. Cet axe est complété par deux autres études. Tout d’abord, dans le cadre de la thèse de H. NGUYEN, nous avons cherché à développer des méthodes de reconfiguration des réseaux électriques suite à un défaut inspirées d’une méthode actuellement utilisée dans les systèmes de production. Ensuite, l’optimisation des réseaux peut aussi être conduite lors de leur création. Cette étude, initiée dans la thèse de M.-C. ALVAREZ, a proposé des structures de réseaux électriques innovantes pour la planification long terme (30 ans). Notre collaboration avec l’équipe « Mathématiques Discrètes » du G-SCOP s’est poursuivie dans le cadre de la thèse d’E. GLADKHIK et aussi dans le cadre de GreenLys lors de la thèse de V. GOUIN. Nous avons exploré aussi cet aspect planification des microgrids dans les pays en voie de développement (thèse de V. VAI). Ces travaux se poursuivent dans les thèses de K. KHON et de C. CHHLONH (cotutelles avec l’Institut de Technologie du Cambodge) dans laquelle nous développons des algorithmes de planification avec une distribution hybridant le AC et le DC. Deux travaux de thèse ont commencé sur cette thématique en adressant des niveaux de tension différents : très basse en tension en DC (thèse CIFRE de L. RICHARD avec l’entreprise Nanoe) et moyenne tension (thèse de H. FARIAS, financée par l’Institut CARNOT Energies du futur avec le CEA LITEN – INES).

Quatrième axe de recherche : protection des réseaux à courant continu de forte puissance

Cet axe a été initié au travers de la thèse CIFRE de J. DESCLOUX avec RTE (projet européen TWENTIES). Cette thèse s’inscrit dans le futur développement de réseaux sous-marins supplémentaires pour renforcer les réseaux de transport existants. Ces travaux se sont poursuivis lors de la thèse CIFRE RTE de G. AURAN afin de fournir les spécifications techniques exigées par les opérateurs des réseaux de transport à courant continu (projet européen PROMOTION). Dans la thèse d’A. DASCO, nous avons cherché à utiliser des liaisons à basse fréquence à la place de liaisons à courant continu pour la transmission de puissance sur de longues distances. Ces travaux sur la protection des réseaux HVDC sont poursuivis dans le cadre de l’ITE SUPERGRID pour lequel je suis le référent académique pour cette thématique. J’ai tout d’abord encadré deux travaux de thèse : le premier sur la protection des réseaux maillés en développant une protection sélective ultrarapide pour réseaux à base de câbles différentes approches (D. LOUME) et le deuxième sur l’utilisation de limiteurs supra conducteurs dans ces réseaux (W. LEON). Un troisième travail de thèse (G. DANTAS DE FREITAS) a porté sur le développement d'une méthode pour comparer les stratégies de protection pour les réseaux HVDC maillés. Plusieurs travaux de thèse complètent ces études. Le premier (P. TORWELLE) porte sur la poursuite de la stratégie opengrid pour des réseaux à base de liaisons aériennes. Le deuxième (P. VERRAX) utilise des méthodes d’identification ultra-rapide des paramètres du défaut sur une fenêtre temporelle très courte. Le troisième (N. MANDULEY) propose les futures règles à appliquer pour la coordination d’isolement des réseaux HVDC. Une thèse (M. RATAJCZYK) vient de démarrer sur l’interopérabilité des stratégies de protection pour les réseaux de grande taille.