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Dalla via , Marco , 1992-....

Lemarchand , Annie , 19..-... , physicienne

Victor , Jean-Marc , 1959-....

Ragusa , Maria Alessandra

CY Cergy Paris Université , 2020-....

École doctorale Sciences et ingénierie , Cergy-Pontoise, Val d'Oise

Laboratoire Quartz , Saint-Ouen, Seine-Saint-Denis

Une théorie de modélisation pour l'optimisation de la distribution des sources d'énergie basée sur les méthodes de la physique statistique généralisée. , Marco Dalla via ; sous la direction de Carlo Bianca

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Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie

Partenaire(s) de recherche : Laboratoire Quartz (Saint-Ouen, Seine-Saint-Denis) (Laboratoire)

Autre(s) contribution(s) : Annie Lemarchand (Président du jury) ; Carlo Bianca, Jean-Marc Victor, Maria Alessandra Ragusa, Mikhail Kolev (Membre(s) du jury) ; Jean-Marc Victor, Maria Alessandra Ragusa (Rapporteur(s))

Thèse de doctorat Physique - Cergy CY Cergy Paris Université 2020

Les réseaux multi-sources d'énergie récents sont composés de sources d'énergie non-renouvelable et renouvelable (réseaux hybrides). En particulier, un réseau de sources d'énergie partage les mêmes propriétés que les systèmes complexes. L'évolution de ce type de système dépend de l'échange d'informations entre les sources d'énergie. Cette thèse propose un nouveau cadre de modélisation pour un un réseau hybride de sources d'énergie, basé sur la théorie cinétique. Un terme dissipatif (thermostat) est introduit afin de tenir compte du fait que le système agit hors équilibre (théorie cinétique thermostatée). La théorie cinétique thermostatée est proposée comme paradigme général pour la conception de modèles spécifiques. En particulier, un modèle mathématique est dérivé pour un réseau composé d'une source non-renouvelable et d'une source renouvelable, avec l'introduction du système de stockage. L'analyse de sensibilité sur les paramètres qui est réalisée permet d'étudier l'évolution temporelle de la distribution d'énergie entre les clients et la construction du système de stockage. L'intérêt est également adressé à la modélisation de sources d'énergie spécifiques, à savoir solaire, éolienne et fossile. Les effets de l'intermittence du soleil et du vent et de la dépendance au prix du combustible fossile sont illustrés au moyen de paramètres fonctionnels dépendant du temps. La demande d'énergie est insérée dans l'approche de modélisation de la théorie cinétique en introduisant des paramètres fonctionnels qui dépendent de la différence entre la production et la consommation d'énergie. Les simulations numériques permettent de représenter un réseau de trois sources d'énergie qui réglet la production d'énergie pour satisfaire la demande. Les résultats obtenus montrent que la théorie cinétique thermostatée est capable de représenter correctement le comportement du réseau hybride de sources d'énergie. Elle peut donc être proposée pour optimiser la conception d'un réseau hybride et aborder les problèmes de sa gestion.

The recent energy multisource networks are composed of non-renewable and renewable energy sources (hybrid networks). In particular, a network of energy sources shares the same properties of the complex systems. The evolution of this kind of system depends on the exchange of information between the energy sources. The present thesis proposes a new modeling framework for the hybrid network of energy sources, based on the kinetic theory. In order to take into account that the system acts out of equilibrium, a dissipative term (thermostat) is introduced (thermostatted kinetic theory). The thermostatted kinetic theory is proposed as general paradigm for the derivation of specific models. In particular, a mathematical model is derived for a network composed of a non-renewable energy source and a renewable energy source, including the introduction of the storage system. A sensitivity analysis on the parameters is performed in order to study the time evolution in the distribution of energy between the customers and the construction of the storage system. The interest is also addressed to the modeling of specific energy sources, namely solar, wind and fossil fuel energy source. The effects of the intermittency of sun and wind and of the dependence on the fossil fuel price are shown by means of time-dependent functional parameters. The energy demand is integrated into the kinetic theory modeling approach by introducing functional parameters which depend on the balance between the energy supply and the energy consumption. The numerical simulations are able to capture a network of three energy sources which adjust the energy production to satisfy the energy demand. The obtained results show that the thermostatted kinetic theory is able to properly capture the behavior of the hybrid energy sources network. Therefore it can be proposed to optimize the design of a hybrid network and to address the issues of its management.

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(Accès au texte intégral) http://www.theses.fr/2020CYUN1101/document

http://www.theses.fr/2020CYUN1101/abes

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