GAT 5 - CNRS

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Compte-rendu du Comité d’Evaluation
du GAT Energie
J.C. Sabonnadière
Présents : Membres du Comité d’Evaluation : G. DELCROIX (Alstom), Ph. MALBRANCHE (CEA),
Ph. MENANTEAU (UPMF Grenoble), B. MULTON (ENS Cachan), P. PRUVOST (EDF),
JL. SANCHEZ (LAAS)
Absent excusé : F. BOUILLAULT (LGEP)
Membres du GAT : JC. SABONNADIERE (LEG/INPG), Mme C. ALONSO (LAAS), JP FERRIEUX
(LEG/INPG), C. TURPIN (LEEI), G. ZISSIS (CPAT) R. PERRET (LEG/INPG)
Le programme de ce GAT est défini selon 4 axes principaux d’analyse sur des thématiques au
sein desquelles des verrous scientifiques et techniques qui bloquent ou freinent l’évolution du
système électrique face aux défis des prochaines décennies
1. Dispositifs de génération dans une optique de connexion au réseau
Laboratoires impliqués : L2EP, L2ES, LGEP, CEGELY, SATIE, LEG, LEEI,
CREA, GREAH, LRCS, LEMTA, LEPMI, LET, IMFT, LME, LEPT
problématiques :
- Eolien : conception de machines de moyenne puissance (500KW - 1MW), lentes,
silencieuses destinées à fonctionner en ‘grappes’
- Piles à combustible : caractérisation et modélisation des PAC en vue de l’étude de
leurs interactions avec le réseau, de la définition de l’Electronique de puissance, et de
la détermination des lois de commande et de gestion de l’énergie
- Solaire photovoltaïque : intégration de la cellule et de l’onduleur, fonctionnement
en ‘grappes’ pour l’insertion sur le réseau.
- Génération thermique : caractérisation et modélisation du système global (thermo-
mécano-électrique) en vue de l’étude de l’impact sur le réseau, définition de
machines électriques à très haut rendement liées aux micro-turbines à grande vitesse
- Cogénération : gestion optimale de la source thermique (moteur ou micro turbine
fonctionnant soit au diesel soit au gaz) en fonction de la nature de la demande
(électricité et/ou chaud et froid )
- Stockage d’énergie sous forme stationnaire ou intermittente (super capacités,
batteries performantes, stockage électromagnétique ou inertiel) : Caractérisation,
modélisation, conception
2. Dispositifs d’interfaçage et de contrôle de réseaux
Laboratoires impliqués : GE44, GREAH, L2EP, LEM, GREEN, LEEI, LEG, L2ES,
Supélec
Ces fonctions sont essentiellement assurées par de l’électronique de puissance associée
à des dispositifs de contrôle et de commande. La recherche doit porter sur :
-Analyse systémique des convertisseurs et de la commande associée pour
l’interfaçage de la génération dispersée ; nouveaux concepts de convertisseurs
multiples afin de gérer et optimiser des ensembles complexes de génération reliés
entre eux et connectés au réseau général.

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-Analyse systémique des convertisseurs et de la commande associée pour la gestion
des flux d’énergie : lissage et filtrage, augmentation de la capacité de transfert
(FACTS) ...etc.
3. Modalités de raccordement au réseau de la production décentralisée
Laboratoires impliqués : LEG, L2EP, Supélec, GREEN, CEGELY, GREAH,
LAAS, LEEI ,SATIE ,GE44
a)Architectures de systèmes de production décentralisée
-mini centrale de production décentralisée
-étude théorique et expérimentale des systèmes de production par éolienne
- couplage éolien, diesel et stockage inertiel
b)Impact et gestion de la production décentralisée sur les réseaux
-Architectures de réseau en présence de génération dispersée
-Protections
-Détection et localisation de défauts
c)Gestion, traçabilité de l’énergie, observation des producteurs, utilisation des TIC
4. Génération ,stockage et maîtrise de l’énergie dans l’habitat
Laboratoires impliqués : , CPAT, LEG, CEGELY, LEEI, ESIGEC, CARNOT
- Systèmes de tri-génération : chauffage, climatisation, électricité.
- Photovoltaïque , électronique de puissance associée et stockage
- Amélioration de la qualité de l’énergie
- Electronique de puissance basse tension
- Systèmes d’éclairage basse consommation
______________________
 Actions 2002
Après un bref rappel du Programme Energie du CNRS, JC SABONNADIERE présente les actions mises en
place en 2002 dans le cadre du PRI 51 et du GAT 5.
* Pour le PRI
- N. HADJ SAID présente l’action « Etude des Transferts d’Energie dans les réseaux » et plus
particulièrement le projet « Impact de la production décentralisée sur le système électrique ». Le comité
d’évaluation a jugé ce programme pertinent tant du point de vue économique que du point de vue
scientifique et technique.
- R. PERRET présente l’action Electronique de Puissance Haute Tension. Le comité a reconnu que ce
thème constituait un verrou pour plusieurs applications. Il craint tout de même que le relativement faible
nombre de composants correspondant à ce marché ne freine le développement industriel futur. L’opération
SIC a été soulignée et la mise en place du projet européen EUSIC évoquée.
* Pour le GAT
- JC. SABONNADIERE précise que seul le point 4 du GAT, (programme prévu pour 7 ans) a été abordé en
2002. L’objectif recherché en 2002 est de préciser les projets de ce thème intitulé « Energie Electrique dans

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les bâtiments » (au lieu de l’Habitat) afin de les proposer pour un PRI en 2003. Les responsables de ces
actions ont présenté leur programme.
* Eclairage basse consommation : G. ZISSIS a fait un bilan des problèmes posés par les lampes à
décharge associées à leur alimentation et couplées sur le réseau. Cette action qui regroupe des
représentants des plasmas, et de l’électronique de puissance nécessite aussi des compétences en
éclairage, en économie voire en sociologie.
Le comité a jugé ce programme intéressant et a demandé de bien préciser le contour de ce sujet fortement
pluridisciplinaire
* Piles à combustible : C. TURPIN a présenté les principales difficultés liées à l’utilisation d’une pile à
combustible couplée au réseau (gestion des puissances fluctuantes, choix des courants et tension, mise
au point d’interrupteurs faible tension – fort courant, part faite au stockage). La question de l’utilisation du
courant continu pour certaines applications a été évoquée ; le comité d’évaluation a jugé que ce projet était
bien complémentaire des études menées dans un autre GAT sur les PAC et qu’il devait être poursuivi.
* Panneaux photovoltaïques couplés au réseau par des convertisseurs intégrés : Corinne ALONSO
précise les deux filières de convertisseurs étudiées et la démarche d’intégration poursuivie dans le but
d’augmenter la fiabilité et de réduire les coûts. La partie stockage a aussi été fortement évoquée de même
que le vieillissement des batteries. Le comité a émis un avis favorable et a demandé pour 2003, de mieux
préciser la partie stockage, notamment par des éléments électrochimiques et de dégager les choix
technologiques permettant d’intégrer dans le silicium tout ou partie des convertisseurs.
.
 Programme 2003
Le comité d’évaluation donne son accord sur la poursuite des actions démarrées en 2002 dans le PRI (Impact
sur le réseau de la production délocalisée et Electronique de Puissance Haute Tension). Pour cette dernière
partie, la participation au réseau européen en cours de constitution sur le SIC est recommandée. (L’adhésion
au réseau EUSIC est déjà demandée par les chercheurs concernés dans le cadre du club « Alternative SIC).
Pour les sujets traités en 2002 par le GAT, un avis favorable est donné pour constituer un nouveau PRI (avec
les remarques exposées ci-dessus)
Pour le GAT 2003 plusieurs pistes de réflexions sont proposées :
- D’une façon générale le Comité recommande de prévoir un cadencement des recherches
prenant en compte les moyens humains disponibles et les prévisions de mise en service des
nouveaux moyens de production d’électricité.
- Une réflexion globale sur le stockage de l’électricité à associer à une source intermittente
(exemple le solaire ou l’éolien)
- La mise en place d’un thème stockage d’électricité par composants électrochimiques. Ce
projet devra inclure les aspects économiques.
- Le comité recommande l’organisation d’un colloque pour faire le point sur ces questions. Les
membres du comité donnent leur accord pour une aide à l’organisation (1er trimestre 2003)
- Une réflexion sur la gestion prédictive de la production d’Energie électrique devrait faire
partie des thèmes du colloque.

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Le colloque s’est tenu le 17 Avril à Grenoble sous la présidence de M. Bernard SPINNER. Les axes définis ci-
dessus ont été présentés et discutés . Un programma exploratoire sur le stockage d’énergie a été élaboré en
prévision d’une action en 2004