DOCTEUR THÈSE Gauthier Marc Aimé DELILLE

N° d’ordre : 142
ÉCOLE CENTRALE DE LILLE
THÈSE
Présentée en vue
d’obtenir le grade de
DOCTEUR
en
Spécialité : Génie Électrique
par
Gauthier Marc Aimé DELILLE
Ingénieur de l’École Centrale de Lille (2007)
DOCTORAT DELIVRE PAR L’ÉCOLE CENTRALE DE LILLE
Titre de la thèse :
Contribution du Stockage à la Gestion Avancée des Systèmes Électriques,
Approches Organisationnelles et Technico-économiques dans les
Réseaux de Distribution
Soutenue le 18 novembre 2010 devant le jury d’examen :
Président Georges BARAKAT, Professeur, Université du Havre, GREAH
Rapporteur Daniel KIRSCHEN, Professeur, the University of Manchester
Rapporteur Abdellatif MIRAOUI, Professeur, Université de Technologie de Belfort-Montbéliard, SET
Examinateur Xavier GUILLAUD, Professeur, École Centrale de Lille, L2EP
Examinateur Stéphane BISCAGLIA, Dr., Expert Réseaux Intelligents et Stockage, ADEME
Membre invité Gilles MALARANGE, Chef de Projet, EDF Recherche et Développement
Directeur de thèse Bruno FRANÇOIS, Dr., Maître de Conférences HDR, École Centrale de Lille, L2EP
Thèse préparée dans le Laboratoire L2EP, EA2697
École Doctorale SPI 072 – Université Lille Nord-de-France

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A
Av va an nt t- -p pr ro op po os s
Je tiens tout d’abord à remercier toutes les personnes qui ont contribué aux travaux présentés dans ce
qui suit, que j’ai eu le plaisir d’effectuer en alternance entre le Laboratoire d’Électrotechnique et
d’Électronique de Puissance de Lille (L2EP) et EDF Recherche et Développement (EDF R&D), site
de Clamart, département Économie, Fonctionnement et Études des Systèmes Énergétiques (EFESE).
Ce projet a pu être mené à bien grâce à l’appui d’EDF R&D et de l’Agence de l’Environnement et De
la Maîtrise de l’Énergie (ADEME), qui ont cofinancé l’allocation qui m’a été octroyée dans le cadre
du programme « Formation par la Recherche » de l’Agence. Je remercie Monsieur le Professeur
Francis PIRIOU, Directeur du L2EP, Monsieur le Professeur Étienne CRAYE, Directeur de l’École
Centrale de Lille ainsi que Mesdames Michèle JACQUEMELLE, Chantal DEGAND et Pascale
MICHALAK, Responsables du département EFESE d’EDF R&D, pour la qualité de l’environnement
matériel mis à ma disposition et le contexte favorable, riche de nombreux experts, dans lequel ces
recherches se sont déroulées.
J’adresse toute ma gratitude à Monsieur Gilles MALARANGE, Chef du Projet « Raccordement et
Services Système pour la Distribution » (RSSD) à EDF R&D, pour son soutien et les précieux conseils
qu’il m’a prodigués. Gilles s’est beaucoup investi dans le pilotage de ce travail de thèse et a toujours
été présent pour m’orienter chaque fois que cela s’est avéré nécessaire. À plusieurs reprises, son
expérience et ses remarques avisées m’ont permis de faire des choix raisonnables ; sa présence et sa
réactivité dans la dernière ligne droite de la rédaction ont été décisives.
Je présente mes chaleureux remerciements à Monsieur Bruno FRANÇOIS, Maître de Conférences
HDR à l’École Centrale de Lille, qui a dirigé les présents travaux. J’ai particulièrement apprécié sa
grande disponibilité ainsi que ses relectures toujours attentives et souvent réalisées avec une rapidité
étonnante. La grande autonomie qu’il m’a accordée dans l’orientation de mes recherches a été
appréciable, de même que sa façon de réfléchir à haute voix et de partager ses intuitions lorsque je me
trouvais confronté à une impasse, pour tenter d’avancer.
De plus, ce projet doctoral a largement bénéficié de la participation de Monsieur Stéphane
BISCAGLIA, Expert « Réseaux Intelligents et Stockage » à l’ADEME, de Monsieur Joseph MAIRE,
qui est intervenu en tant qu’animateur du Défi « Préparer la Distribution de 2015 » à EDF R&D
avant de rallier EDF Systèmes Énergétiques Insulaires (EDF SEI), de Monsieur Mehana CHAMI, qui
a rejoint ERDF après avoir occupé le poste de Chef du Groupe « Fonctionnement des Systèmes
Électriques et Raccordement » (R12) à EDF R&D et de Monsieur Julien PESTOURIE qui l’a
remplacé à cette fonction. Le temps qu’ils ont consacré à l’encadrement de mes travaux, leur écoute et
les commentaires qu’ils ont formulés au fil des comités de pilotage et des rapports intermédiaires ont
eu une importance majeure à chaque étape des études ; je leur en suis reconnaissant.
Je suis très honoré que Monsieur le Professeur Daniel KIRSCHEN, de l’Université de Manchester, et
Monsieur le Professeur Abdellatif MIRAOUI, de l’Université de Technologie de Belfort-Montbéliard,
aient accepté la charge d’expertiser le présent mémoire, et ceci en dépit de délais très contraignants.
Je les remercie vivement pour leur lecture rigoureuse et leurs observations, qui m’ont permis de
prendre conscience des points faibles de ce document et de continuer à le faire progresser ; en
complément, ils proposent des perspectives que je ne manquerai pas de considérer à l’avenir.
C’est aussi avec grand plaisir que je présente mes vifs remerciements à Monsieur le Professeur
Georges BARAKAT, de l’Université du Havre, pour l’intérêt qu’il a porté à cette recherche en
acceptant de prendre part à mon jury d’examen et qui, en tant que Président de celui-ci, m’a fait
l’honneur de félicitations très encourageantes.
Je souhaite ensuite remercier sincèrement Monsieur le Professeur Xavier GUILLAUD, de l’École
Centrale de Lille, qui m’épaule depuis ma troisième année d’études à l’École Centrale de Lille et
envers qui j’ai beaucoup de respect. Ses multiples expertises, notamment en électrotechnique, en

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automatique et en modélisation des systèmes électriques, m’ont permis d’apprendre beaucoup de nos
discussions. Son sens du détail a suscité des questionnements qui m’ont permis de préciser et de mieux
formaliser un certain nombre d’aspects de mes travaux.
La réflexion a également progressé grâce à des échanges avec de nombreux interlocuteurs, tous très
compétents dans leur(s) domaine(s) et que je remercie pour leur contribution(s), dont :
 Messieurs Frédéric COLAS et Ye WANG (L2EP), sans qui l’expérimentation sur la plateforme
« Énergies Réparties » n’aurait pu aboutir ;
 Messieurs Alain COMTE, Lionel JAMY, Stéphane LASCAUD, Andrei NEKRASSOV et Bruno
PRESTAT (EDF R&D), pour leurs commentaires portant, entre autres, sur mon travail de
caractérisation des technologies de stockage, de même que Monsieur Marc TROTIGNON
(EDF R&D également) en ce qui concerne l’analyse des acteurs du système électrique ;
 Messieurs Jean-Luc FRAISSE et Frédéric GORGETTE (ERDF), Monsieur Benoit LAHOCHE
(SICAE Oise), Messieurs Christophe JOUGLET et Jean-Thibaut MONTAVONT (SICAE
Somme), Messieurs Alexandre MARTIN et Denis MATHIEU (URM Metz), Monsieur Vincent
COURTECUISSE (Seolis), pour leur apport à l’analyse des services du stockage et à
l’évaluation de leur criticité du point de vue des gestionnaires de réseaux.
 Messieurs Yves BARLIER, Yves BASTIN, Pascal RIOUAL et Frédéric VERDOL (EDF SEI),
dont les avis ont complété ceux des autres gestionnaires et qui, au-delà, m’ont appuyé dans la
construction et la validation de l’étude de cas portant sur l’archipel de la Guadeloupe.
Il m’est malheureusement impossible de dresser une liste exhaustive et j’espère avoir suffisamment
remercié de vive-voix toutes les personnes qui n’apparaissent pas dans ces quelques lignes.
En outre, j’ai eu la chance de conduire ces recherches dans deux ambiances de travail très
conviviales au L2EP et à EDF R&D. J’ai beaucoup apprécié les relations que j’ai pu nouer avec les
différents permanents, stagiaires et doctorants, parmi lesquels je n’ai pas encore cité :
 Les occupants du bureau C123-125 de l’École Centrale de Lille, à savoir François (dont le
dé anti-stress, la musique douce et les fameux « comme un Dieu » ont toujours été de la
partie), Arnaud (ne pas déranger, il était aussi sur UT !), Corentin, David (el señor), Petar,
Sophie et Yann. Évidemment, je n’oublie pas ceux qui n’ont pas œuvré dans ce havre de paix,
notamment Amir (il ne faut pas pousser mémé dans les orties !), Di, Fouzia, Guillaume,
Hicham, Martin, Mathieu, Nicolas, Sangkla, Souleymane, Tao, Vu, Xavier C. et Xavier M.
 Le groupuscule d’irréductibles du 4ème étage du bâtiment B du site de Clamart, à savoir
Bayram (théoricien de l’ « agounitude », entre autres activités), Christophe D., Christophe
N., David, Edmond, Éric, Étienne, Federico, Guillaume, Herman (camarade « thésard »),
Jakub, Jérôme, Laurent, Majd, Maria, Mickaël, Minh, Philippe, Pierre-Yves, Quentin,
Régine, Rodolphe, Romain, Stefan, Stéphane, Suzanne et Vincent.
Enfin, je tiens à avoir une pensée toute particulière envers ma famille et mes amis pour leur présence
et leurs encouragements. En particulier, mes grands-parents, mes parents et mes oncles/tantes ont été
à mes côtés durant ces nombreuses années d’études supérieures ; rien n’aurait été possible sans eux et
je leur en suis très reconnaissant. Pour tous les bons moments que nous avons passés ensemble,
auxquels mon investissement dans cette recherche m’a soustrait depuis quelques temps, je remercie
Antoine D., Antoine G., Fabien, Hélène, Maxime C., Maxime L., Quentin (Pupuce), Sébastien ainsi
que leurs moitiés. Qui plus est, « en ce qui concerne les remerciements », je serai le premier supporter
de Sarah, éternelle autofour-guitocopieuse dont l’amitié m’est précieuse, lors de sa soutenance.
Les derniers mots de cet avant-propos sont pour celle qui m’a soutenu dans les bons comme les
mauvais moments et qui, avec compréhension, avec patience, jour et nuit, page après page, m’a porté
jusqu’à la conclusion de ce document. Gaëlle, merci d’être là.

À Suzanne, ma grand-mère,
À Marie-Laurence, ma mère,
À Gaëlle, ma compagne,