OFFRE DE DEUX SUJETS DE THESES CIFRE SNCF DANS LE CADRE DU PROJET CONCEPTION ET OUTILS INNOVANTS POUR UN RESEAU ELECTRIQUE INTELLIGENT

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1 OFFRE DE DEUX SUJETS DE THESES CIFRE SNCF DANS LE CADRE DU PROJET CONCEPTION ET OUTILS INNOVANTS POUR UN RESEAU ELECTRIQUE INTELLIGENT APPLIQUE AU FERROVIAIRE (CONIFER) CONTEXTE D'ETUDE DU PROJET DE RECHERCHE CONIFER Le coût énergétique lié à l'activité ferroviaire de la SNCF positionne cette dernière dans les 5 plus grands consommateurs d'électricité en France. Dans les années à venir, cette facture est encore amenée à croître en raison de l'augmentation du trafic ferroviaire et la hausse du coût de l'électricité induit par la libéralisation de ce marché. L'une des solutions permettant de limiter cette facture énergétique repose sur une gestion intelligente du réseau d électrification afin d optimiser les performances du système ferroviaire. Une telle évolution nécessite une rupture scientifique et technologique du système d électrification ferroviaire. Ceci est notamment possible à travers l intégration de dispositifs innovants de stockage d énergie, de nouveaux moyens de production renouvelables et délocalisés, ainsi qu une optimisation énergétique de l'architecture des réseaux. C est donc sur cette notion de réseau électrique intelligent («Smart Grid») que des efforts de recherche doivent être déployés. Une telle transformation du réseau ferroviaire nécessite le développement préalable d outils de conception et d analyse technico-économique permettant une modélisation des futurs réseaux électriques intelligents. Le projet de recherche industrielle CONIFER (Conception et Outils innovants pour un réseau électrique Intelligent appliqué au FERroviaire) propose le développement de ces outils permettant ainsi d anticiper et d optimiser l évolution de la production et de la distribution de l énergie électrique dans le domaine ferroviaire. POSITIONNEMENT DES TRAVAUX DE RECHERCHE DANS LE PROJET CONIFER Dans le cadre de ce projet une équipe de recherche constituée d'industriels et d'universitaires est mise en place. Cette équipe qui aura pour objectif de développer les outils précédemment décrits, s'appuiera sur des travaux de recherche portés à deux niveaux d'échelle de l'infrastructure ferroviaire : à l échelle locale des Installations Fixes de Traction Electrique -IFTE (installations en bordure de voie de type sous-stations, postes électriques, caténaires ) afin d aboutir à une conception d installations électriques innovantes et hybrides intégrant stockage et production ; à l échelle d un réseau, que peut constituer une ligne de chemin de fer, afin d intégrer la conception systémique et la gestion de réseaux électriques ferroviaires intelligents. Si le cadre de ces travaux repose sur une approche scientifique et technique, il est important d'intégrer également les aspects économiques. La justification de cette approche du problème énergétique est directement liée à la libéralisation des marchés de l'énergie. Ainsi, l'équipe de recherche devra développer des outils de dimensionnement technico-économique appliqué aux réseaux électrique de traction ferroviaire. Page 1 sur 6

2 POSITIONNEMENT DES TRAVAUX DE THESE DANS LE PROJET CONIFER Pour mener à bien ce travail et toujours suivant la décomposition aux deux échelles du réseau définit précédemment, l'équipe de recherche CONIFER a définit deux sujets de thèse : Conception et Gestion énergétique Optimales des Installations Fixes de Traction Électrique Ferroviaire à Production et Stockage Intégré (IFTE hybrides) application au cas d un futur réseau électrique ferroviaire intelligent composés d'ifte hybrides Conception et Gestion énergétique des futurs réseaux électriques intelligents application au cas d un futur réseau électrique ferroviaire intelligent composés d'ifte hybrides Ces travaux contribueront de manière active à la partie recherche du projet pour ensuite être valorisé sous la forme d'outil exploitable par les concepteurs de réseaux de l'ingénierie SNCF. Pour atteindre cet objectif final, les doctorants seront amenés à travailler en équipe constituée de chercheurs, de post-doctorant, d'ingénieurs métier ferroviaire et d'ingénieur développement. Page 2 sur 6

3 THESE 1 : CONCEPTION ET GESTION ENERGEIQUE OPTIMALES DES INSTALLATION FIXE DE TRACTION ÉLECTRIQUE FERROVIAIRE A PRODUCTION ET STOCKAGE INTEGRE (IFTE HYBRIDES) Durée Début Resp. Scient. Bourse Salaire Sujet de thèse 1 36 mois Septembre 2011 (possibilité de débuter en stage de fin d'étude courant du 1er trimestre 2011) L2EP / SNCF Convention CIFRE avec la SNCF 26k et carte de circulation SNCF OBJECTIFS DE LA THESE 1 Les travaux scientifiques de cette thèse porteront sur les points suivants : Pré-dimensionnement des nouveaux éléments physiques de l IFTE (stockages et sources) à partir de modèles simplifiés et de cycles de fonctionnement idéalisés intégré dans une méthodologie de conception optimale. Développement de stratégies de supervisions énergétiques temps réels. Dimensionnement du système complet intégrant les éléments physiques et la stratégie de supervision, afin de : o Valider ou affiner le dimensionnement des éléments physiques ; o Optimiser les paramètres influents de la stratégie de supervision énergétique. Validation expérimentale sur les plateformes à énergie répartie et suivant des méthodologies expérimentales. Ces travaux seront valorisés par la création, avec le partenaire SERMA, d un outil métier exploitable par la SNCF et en particulier par sa Direction de l Ingénierie dont l une des missions est la conception et la mise en service d infrastructures ferroviaires. LIEU D'EXECUTION ET ORGANISATION DE LA THESE Dans le cadre de cette thèse, le doctorant réalisera les travaux sur le site de la SNCF - Direction de l'innovation et de la Recherche basé à Paris et dans les locaux du laboratoire du L2EP situé à Lille. Le temps à passer au laboratoire est estimé à 50% du temps total de travail. La planification des activités sera définie conjointement par l'entreprise et le laboratoire de rattachement. Par ailleurs un suivit hebdomadaire sera mis en place par l'équipe encadrante et des réunions mensuelles d'avancement des travaux permettront d'assurer le bon suivit des travaux. ENCADREMENT Dans le cadre de cette thèse en convention CIFRE l'encadrement industriel sera assuré par Mr Julien Pouget en qualité de chercheur à la SNCF et sous la direction de Mr Benoît Robyns du laboratoire L2EP. Page 3 sur 6

4 CANDIDATURE Adresser un curriculum vitae et une lettre de motivation à Mr Julien Pouget (contact cidessous). CONTACTS Directeur de thèse : Benoît ROBYNS Téléphone : +33 (0) Courriel : benoit.robyns@hei.fr Fonction : Directeur de la recherche à HEI. Laboratoire : Laboratoire d Electrotechnique et d Electronique de Puissance de Lille (L2EP) / responsable de l équipe RESEAUX. Encadrement industriel : Julien Pouget Téléphone : +33 (0) Courriel : julien.pouget@sncf.fr Fonction : Chercheur en énergétique. Entreprise : SNCF Direction de l Innovation & de la Recherche / Département Services - Réseaux - Optimisation / Groupe Energétique et Technologies pour la Maintenance. Page 4 sur 6

5 THESE 2 : CONCEPTION ET GESTION ENERGETIQUE DES FUTURS RESEAUX ELECTRIQUES INTELLIGENTS APPLICATION AU CAS D UN FUTUR RESEAU ELECTRIQUE FERROVIAIRE COMPOSES D'IFTE HYBRIDES Durée Début Encadrement Bourse Salaire Sujet de thèse 2 36 mois Septembre 2011 (possibilité de débuter en stage de fin d'étude courant du 1er trimestre 2011) G2ELAB / SNCF Convention CIFRE avec la SNCF 26k et carte de circulation SNCF OBJECTIFS ET TRAVAUX DE LA THESE 2 L objectif de cette thèse est d étudier à l échelle d une ligne ferroviaire l intégration d IFTEs hybrides afin de concevoir un réseau électrique ferroviaire intelligent. L étude se focalisera sur l intégration et le choix de sources d'énergie renouvelable et de stockage au plus près des charges, l optimisation de l'architecture du réseau électrique de traction, la gestion intelligente des diverses sources et charges dans l objectif final de maximiser les performances de l architecture donnée par rapport aux services à rendre au système ferroviaire. Par ailleurs, les méthodologies et modèles développés auront un caractère générique de manière à pouvoir être appliqués dans des cas très divers. Ils tiendront compte des autres acteurs du réseau de transport d'énergie auquel la ligne ferroviaire sera raccordée (autres consommateurs et gestionnaire du réseau). Enfin, ils privilégieront une approche globale et systémique afin de dégager les potentielles marges d'optimisation énergétique au niveau du système ferroviaire dans son ensemble LIEU D'EXECUTION ET ORGANISATION DE LA THESE Dans le cadre de cette thèse, le doctorant réalisera les travaux sur le site de la SNCF - Direction de l'innovation et de la Recherche basé à Paris et dans les locaux du laboratoire du G2ELAB situé à Grenoble. Le temps à passer au laboratoire est estimé à 50% du temps total de travail. La planification des activités sera définie conjointement par l'entreprise et le laboratoire de rattachement. Par ailleurs un suivit hebdomadaire sera mis en place par l'équipe encadrante et des réunions mensuelles d'avancement des travaux permettront d'assurer le bon suivit des travaux. ENCADREMENT Dans le cadre de cette thèse en convention CIFRE l'encadrement industriel sera assuré par Mr Julien Pouget en qualité de chercheur à la SNCF et sous la direction de Mr Nicolas Retière du laboratoire G2ELAB. Page 5 sur 6

6 CANDIDATURE Adresser un curriculum vitae et une lettre de motivation à Mr Julien Pouget (contact cidessous). CONTACTS Directeur de thèse UJF-G2ELAB : Nicolas RETIERE Téléphone : +33 (0) Courriel : Nicolas.Retiere@g2elab.grenoble-inp.fr Fonction : Professeur à l Université Joseph Fourier de Grenoble. Laboratoire : Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble / Equipe Systèmes et Réseaux Electriques. Encadrement industriel : Julien Pouget Téléphone : +33 (0) Courriel : julien.pouget@sncf.fr Fonction : Chercheur en énergétique. Entreprise : SNCF Direction de l Innovation & de la Recherche / Département Services - Réseaux - Optimisation / Groupe Energétique et Technologies pour la Maintenance. Page 6 sur 6