Énergies Renouvelables et Systèmes Énergétiques Intelligents

Le groupe Energies Renouvelables et Systèmes Energétiques Intelligents (ERSEI) s’intéresse à l’intégration des nouvelles technologies dans les différents systèmes énergétiques et les marchés de l’énergie. Le groupe travaille sur 3 axes interdépendants :
• La prévision énergétique
• La gestion prédictive des systèmes énergétiques
• La modélisation prospective et la planification des système énergétiques de demain.

 

ERSEI en bref

Le groupe ERSEI est l’un des pionniers du domaine de la prévision de la production d’énergies renouvelables (EnR). Sa réputation s’est consolidée à travers la coordination de plusieurs projets européens majeurs. Aujourd’hui, nous travaillons sur les méthodes innovantes de prévision à la fois sur le productible renouvelable, la consommation, la capacité dynamique des lignes électriques (DLR) et les prix de l’électricité.

Concernant le contrôle et la gestion prédictive des systèmes énergétiques, les travaux portent sur l’utilisation optimale de ressources et d’actifs distribués (EnR, stockage) sur un ou plusieurs réseaux, d’un point de vue technique et sous l’angle des marché.

Le groupe travaille également sur la modélisation prospective des systèmes énergétiques pour faciliter la prise de décisions et la planification des réseaux de demain : sont considérés les systèmes multi-énergies, le parc immobilier et les synergies industrielles territoriales.

Les enseignants-chercheurs du groupe assurent également la coordination scientifique et pédagogique du mastère spécialisé international « Energies Renouvelables », en partenariat avec neuf universités et centres de recherche européens.

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Georges Kariniotakis, Responsable du groupe ERSEI


Trois axes de recherche

 

Prévision énergétiques

ERSEI développe un corpus de méthodes et d’outils probabilistes pour la prévision énergétique à différentes échelles spatio-temporelles. Les applications incluent la prévision de productible photovoltaïque et éolien sur la base de sources de données multiples et variées ; la prévision de la consommation intégrant des informations contextuelles ; la capacité dynamique des lignes électriques (dynamic line rating) et des prix des marchés de l’énergie. Le groupe développe aujourd’hui une expertise croissante sur l’apport de l’intelligence artificielle afin d’améliorer les performances des modèles de prévision.

Contrôle et gestion prédictive des systèmes énergétiques

Ce second thème concerne la modélisation, le contrôle et la gestion optimale de différentes typologies de systèmes énergétiques (centrales virtuelles, micro-réseaux, communautés énergétiques, centrales hybrides ENR/Stockage, etc.) à des échelles de temps dites opérationnelles, allant du temps réel jusqu’à quelques jours, en considérant l’ensemble des incertitudes associées et les modèles d’affaires des différents acteurs impliqués.

Nous mettons ici l’accent sur les méthodes d’optimisation stochastiques/robustes, les approches distribuées mais aussi les méthodes basées sur l’Intelligence Artificielle comme l’analyse prescriptive.

Notre activité inclut également la modélisation de l’évolution des prix de l’énergie et le design des marchés, afin de proposer des mécanismes résilients aux situations de crise.

Modélisation prospective et planification des systèmes énergétiques

Notre équipe développe également des outils de modélisation prospective et de planification à des horizons multi-annuels pour accompagner investisseurs et décideurs dans la mise en œuvre des politiques de transition énergétique.

Nous intégrons dans ce cadre les principaux leviers : rénovation du parc immobilier, énergies renouvelables, hydrogène, stockage, flexibilités résidentielles et industrielles, etc. Nous analysons ces dynamiques à différentes échelles spatiales (des systèmes insulaires et territoires régionaux jusqu’au niveau national et européen) en mettant l’accent sur les synergies entre vecteurs énergétiques (électricité, gaz, chaleur, mobilité, …), dans une vision intégrée des systèmes énergétiques de demain.


Nos projets phares

Fine4Cast

Ce projet PERP TASE (ANR), coordonné par PERSEE depuis 2023, cible l’amélioration de la prévision à court terme (de quelques minutes à quelques jours) de la production d’énergies renouvelables et de la consommation à une échelle géographique fine (centrales de production, « consommacteurs », territoires).

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PlaneTerr

Ce projet DEMO TASE (ADEME) lancé en 2023 vise à planifier le couplage sectoriel à l’échelle d’un territoire et les synergies entre réseaux électriques, gaz et chaleur, via le développement d’un simulateur, la modélisation de composants et systèmes et la réalisation d’études de planification régionale.

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AI-NERGY

Ce projet PERP TASE (ANR) lancé en 2023 développe des solutions d’intelligence distribuée tirant parti de différentes méthodes de calcul (edge, fog et cloud computing) ainsi que l’architecture logicielle et les méthodes, modèles et algorithmes associés.

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FLEXTASE

Ce projet PERP TASE (ANR) démarré en 2023 traite de la flexibilité (directe et indirecte) comme facteur contribuant à l’équilibre du réseau électrique et ambitionne de dessiner de nouvelles solutions techniques et de nouveaux outils de simulation et de conception.

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H2MOVE

Le projet Interreg H2MOVE, s’attaque aux défis environnementaux des zones portuaires en proposant des solutions pour une mobilité résiliente et durable. ERSEI pilote le développement d’un outil d’aide à la décision, adaptant les modèles existants pour simuler des scénarios optimaux de production d’hydrogène bas carbone dans des contextes maritimes et territoriaux plus larges. MATPRO contribue au projet via son expertise H2.

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Smart4RES

Ce projet Horizon 2020, coordonné par PERSEE, a permis le développement et la validation d’outils innovants pour la prévision de la production d’énergies renouvelables, en vue d’une intégration à grande échelle dans les systèmes et les marchés énergétiques.

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Nos partenariats stratégiques

 


Nos réseaux

  • De par son expertise reconnue internationalement sur les systèmes énergétiques bas carbone, ERSEI représente le Centre et l’Ecole des Mines de Paris dans diverses initiatives françaises et européennes dont elle est membre telles que IEEE, le Joint Programme Smart Grids de l’EERA, le groupe de travail Digitalisation d’ETIP SNET, EAWE, Wind Europe, CIRED, etc.
  • PERSEE (au travers du groupe ERSEI) fait partie de la Task 51 de l’IEA Wind intitulée « Forecasting for the Weather Driven Energy System » et est responsable de l’axe de travail sur les sciences de la donnée et de l’IA.
  • Enfin, le Centre (via ERSEI) est membre associé de Think Smart Grid et membre du Conseil d’Administration du pôle de compétitivité CAPENERGIES qui accompagne les filières énergétiques bas carbone en Provence-Alpes-Côte d’Azur, Corse, Guadeloupe et Monaco.

Thèses et publications

A DECOUVRIR: Les technologie clés étudiées par le groupe ERSEI

  • Hydrogène

    L’hydrogène est considéré comme un vecteur d’avenir pour soutenir la transition énergétique et réduire les émissions de CO2. Les principaux objectifs ...

    Hydrogène