Page 1 sur 7 Le coût énergétique lié à l`activité ferroviaire de

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.
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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.
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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.
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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)-4-76-82-63-60
Courriel : [email protected]
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)1-53-42-91-44
Courriel : [email protected]
Fonction : Chercheur en énergétique.
Entreprise : SNCF Direction de l’Innovation & de la Recherche / Département Services Réseaux - Optimisation / Groupe Energétique et Technologies pour la Maintenance.
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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.
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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)3-28-38-48-58
Courriel : [email protected]
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)1-53-42-91-44
Courriel : [email protected]
Fonction : Chercheur en énergétique.
Entreprise : SNCF Direction de l’Innovation & de la Recherche / Département Services Réseaux - Optimisation / Groupe Energétique et Technologies pour la Maintenance.
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