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Doctorant - H/F -

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : lundi 29 juillet 2024 23:59:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorant - H/F -
Référence : UMR5269-NADMIC-022
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : GRENOBLE
Date de publication : lundi 8 juillet 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Interactions, particules, noyaux du laboratoire au cosmos

Description du sujet de thèse

Flexibilité des systèmes énergétiques au service de la soutenabilité : le cas des grands instruments de recherche

Contexte de travail

Le Laboratoire G2elab de Génie Électrique de Grenoble est une unité mixte de recherche (UMR 5269) de Grenoble INP - UGA, de l'Université Grenoble Alpes et du CNRS, dans le domaine de la Recherche en Génie Électrique.
Il couvre un spectre scientifique qui va des matériaux et des composants, pour aboutir à la conception et au pilotage de systèmes d’énergie électrique. Son action peut être résumée par les mots clefs suivants : énergie électrique, matériaux, procédés et systèmes innovants, modélisation et conception.
Avec plus d'une centaine de personnels permanents, une centaine d'étudiants en doctorat et 70 autres acteurs comme les master, les post-docs ou les professeurs invités, le G2Elab s'impose dans ces domaines comme un acteur majeur au niveau national et international, au cœur de l’efficacité énergétique des composants et systèmes.
L’objectif de la thèse est de développer des méthodes et pratiques de modélisation énergétique actionnables pour la soutenabilité des gros consommateurs d’énergie.
Ce projet s'inscrit dans l'équipe MAGE La consommation énergétique liée aux activités humaines a des impacts écologiques importants : responsable de près de trois quarts des émissions de gaz à effet de serre (GES), elle joue aussi un rôle dans le dépassement des limites planétaires. Différents leviers ont été identifiés pour s’orienter vers des systèmes énergétiques soutenables : la sobriété énergétique, l’efficacité énergétique et le développement d’énergie renouvelable (EnR) en remplacement de sources carbonées. Des stratégies de flexibilité et de synergies entre les différents vecteurs énergétiques contribuent au bon fonctionnement des systèmes énergétiques, notamment face à l’intermittence des EnR.
Il paraît pertinent de mobiliser ces leviers et stratégies sur les systèmes très consommateurs d’énergie, afin d’avoir un impact important dans un contexte identifié. Le projet européen FlexRICAN (Flexibility in Research Infrastructures for global CArbon Neutrality) prend acte de ces défis sur le cas particulier des grands instruments de recherche européens. Ces infrastructures uniques, accueillant des chercheurs du monde entier pour mener des activités de recherche fondamentale, sont également très consommatrices en énergie. Le projet a ainsi un double objectif : travailler à la soutenabilité de ces grands instruments de recherche, et développer des méthodes et pratiques actionnables à disséminer pour la soutenabilité des gros consommateurs énergétiques. Le travail sur des infrastructures de recherche offre en effet l’opportunité unique d’un travail sur des cas d’études réels aux enjeux importants, avec une ouverture de l’ensemble du processus de modélisation énergétique : données ouvertes, codes open-sources, publications accessibles et méthodes documentées. Le projet FlexRICAN se concentre notamment sur le développement d’énergie renouvelable consommée localement via le développement de stratégies de flexibilité dans la gestion énergétique, ou encore la valorisation de chaleur fatale, i.e. la récupération de la chaleur dissipée par la consommation électrique afin d’alimenter des réseaux de chaleur
Le travail de thèse s’articulera en différentes étapes :
- État de l’art sur la notion de flexibilité énergétique . Cette notion est à préciser pour la rendre pleinement compréhensible et actionnable, notamment selon le point de vue que l’on adopte : ingénieur avec une vision socio-technique du système énergétique via les flux énergétiques et les parties prenantes, gestionnaire de réseau avec une vision de la flexibilité comme un service pour la stabilité électrique, ou utilisateur avec une réflexion quant à l’impact de la flexibilité sur les activités menées. Pourront ainsi être croisées la flexibilité :
o Directe (automatisée via des systèmes techniques) / Indirecte (via des signaux aux utilisateurs) [4]
o Implicite (optimisation interne de la gestion énergétique pour économiser des ressources financières ou écologiques)/ Explicite : participation aux mécanismes de marché pour des revenus additionnels et du service au réseau
o Invisible / Visible pour les utilisateur.ice.s des infrastructures.
Ce travail se basera à la fois sur la littérature, et via des entretiens avec les partenaires du projet.
- État des lieux des grands consommateurs dans le système électrique français et européen.
- Méthode de modélisation énergétique ouverte de la flexibilité, intégrant les différentes visions identifiées dans la première tâche. Seront notamment à préciser les objectifs et contraintes (environnementales, énergétiques, exergétiques, sociales, économiques, …), ainsi que les variables (profils de consommation d’électricité et de chaleur ou encore gestion des composants énergétiques tels que stockage et pompe à chaleur). Des travaux historiques ont été menés à Grenoble et seront une base sur laquelle construire les travaux. Le développement passera par le modeleur de problème d’optimisation énergétique OMEGAlpes, développé en Open-Source au laboratoire
- Application à des cas d’étude du projet FlexRICAN, via l’appropriation des caractéristiques des terrains (questionnaires, collecte de données) et modélisation.
- Présentation des résultats et dissémination des méthodes de manière accessible et actionnable, notamment envers les grandes infrastructures de recherche, et de manière plus large, les grands consommateurs énergétiques.
Etude de cas
Comme précisé plus haut, le projet FlexRICAN bénéficie d’un ensemble de cas d’étude réels et ouverts sur lesquels basés les travaux de gestion énergétique. On peut notamment citer les laboratoires de champs magnétiques intenses situés à Grenoble et Nijmegen (Pays-Bas), l’Extreme Light Infrastructure ERIC (ELI) à Prague (République Tchèque) qui ont une consommation variable de l’ordre de 30 MW – 10 GWh/an ; ou encore l’European Spallation Source ERIC (ESS) à Lund (Suède) qui a une consommation assez constante atteignant près de 180 GWh/an.

Compétences
– Connaissances des systèmes énergétiques
– Intérêt pour la soutenabilité
– Bon niveau en anglais
– Connaissances en optimisation
– Développement (Python)


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Pas de risque particulier