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Université Mohamed Khider – Biskra
Faculté des Sciences et de la technologie
Département : Génie électrique
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Thèse présentée en vue de l’obtention
Du diplôme de
Doctorat LMD
Spécialité: Génie Electrique
Optimisation et contrôle d'un micro smart grid utilisant
une pile à combustible, des supercondensateurs, des
batteries, une éolienne et une source photovoltaïque
Présentée par:
Ilyes TEGANI
Soutenue publiquement le: 04/06/2016
Devant le jury composé de:
Pr. Ammar Moussi
Professeur
Président
Université de Biskra
Pr. Abdennacer Aboubou
Professeur
Rapporteur
Université de Biskra
Dr. Mohamed-Yacine Ayad
Maitre de Conférences ‘A’
Co-Rapporteur
Université de Belfort-France
Pr. Mebarek Bahri
Professeur
Examinateur
Université de Biskra
Pr. Mourad Houabes
Professeur
Examinateur
Université de Annaba
Dr. Mohamed Becherif
Maitre de Conférences ‘A’
Invité
Université de Belfort-France
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II
Résumé
La modernisation du réseau électrique actuel est transcrite par de nombreuses exigences
afin de rendre possible la vision d'un réseau plus intelligent. L’énergie renouvelable est l’une
des substrats d’un réseau électrique du futur, issue de l'augmentation de l’utilisation de ces
sources renouvelables. Sa conception et sa réalisation posent de nombreux problèmes, entre
autres de complexité, aux spécialistes du domaine. De nombreuses évolutions seront
nécessaires avant de parvenir à un réseau intelligent efficace qui utilise ces énergies
alternatives, robuste et à grande échelle. Dans le cadre de cette thèse, nous pensons que
l'élaboration réaliste et développée des scénarios pour la gestion de l’énergie d’un système
hybride qui utilise des différentes sources renouvelables, à savoir , les panneaux
photovoltaïques , les éoliennes et les piles à combustible, représente une étape préliminaire
importante dans la compréhension des systèmes en jeu. Dans cette thèse, la gestion de
l'énergie de ce système hybride est réalisée en utilisant une commande basée sur la notion de
platitude avec des régulateurs de courant par mode glissant associés aux différents
convertisseurs raccordés aux sources de notre système hybride. A partir des divers scénarios
de gestion d'énergie proposés, une analyse de la complexité, de la modélisation et de la
commande du système ainsi qu'une optimisation technico-économique ont été étudiés,
consolidé par la présentation d’une application pour un micro smart grid. Enfin un banc
d’essai à puissance réduite a été réalisé, dans un environnement d'une carte dSPACE1104
au sein de notre laboratoire MSE afin de valider le bon fonctionnement de notre gestionnaire
d'énergie proposé pour un système hybride utilisant différentes sources renouvelables.
MOTS CLES:
Réseaux intelligents, sources renouvelables, gestion de l'énergie, notion de platitude,
régulateurs du courant, mode glissant, modélisation et commande, optimisation technico-
économique.

III
Abstract
The modernization of the existing power grid is transcribed by many requirements that
should be realised in order to make the vision of a smarter grid possible. The renewable
energy is one of the substrates of an electrical network of the future which results from the
increasing use of these renewable sources. Its design and implementation pose many
problems, including complexity, for the field specialists. Many changes will be needed before
achieving an efficient smart grid that uses these alternative, robust and large-scale energies.
As part of this thesis, we believe that realistic and advanced elaboration of scenarios for the
energy management of a hybrid system that uses different renewable sources, namely,
photovoltaic panels, wind turbines and batteries, represents an important preliminary step in
the understanding of this kind of systems. In this thesis, the energy management of our hybrid
system is realized by using a command based on the flatness notion with current regulators by
sliding mode which are associated to the different converters connected to the sources of our
hybrid system. From the various power management scenarios proposed, From the various
power management scenarios proposed, an analysis of the complexity, modelling, and control
of the system as well as a technical-economic optimization had been studied, consolidated by
an application for a micro smart grid. Finally, a test bench at reduced power has been realised
in an environment of dSPACE1104 card in our MSE laboratory in order to validate the proper
functioning of our energy manager proposed for the hybrid system that uses different
renewable sources.
KEYWORDS:
Smart grid, renewable sources, energy management, flatness notion, current regulator, sliding
mode, command and modelling, technical-economic optimization.

IV
dSPACE 

V
trciemenReme
P ar ces quelques lignes, je tiens à remercier toutes les personnes qui ont participé de
près ou de loin au bon déroulement de cette thèse, en espérant n’avoir oublié personne…
Je tiens à remercier spécialement mon directeur de thèse Pr. Abdennacer Aboubou, je
vous remercie d'avoir cru en mes capacités, pour le temps et la patience que vous m’avez
accordés tout au long de ces années en me fournissant d'excellentes conditions logistiques. Je
garderai dans mon cœur votre générosité, votre compréhension et votre efficacité. Pour tout
ce que vous m'avez donné, je vous remercie très sincèrement .
Je tiens à remercier mon co-directeur de thèse Dr. Mohamed Yacine Ayad pour sa
gentillesse, ses relectures et surtout d'avoir bien assuré le suivi et l'encadrement de mes
travaux de thèse. Merci pour votre gentillesse, votre patience et vos précieux conseils. J'ai
beaucoup apprécié travailler avec vous sur le plan scientifique que sur le plan humain.
Mes vifs remerciements sont adressé à monsieur le Docteur Mohamed Becherif (HDR à
l'université de Belfort-France) pour son aide précieuse, ses qualités scientifiques et humaines,
je vous exprime toute ma gratitude.
Je tiens à remercier aussi, mon cousin et mon enseignant monsieur le Docteur Naimi
Djemai pour son aide, Je ne sais pas comment je vais vous exprimer ma gratitude !! Merci
infiniment.
Mes sincères remerciements et ma gratitude vont aussi à Pr. Ammar Moussi pour avoir
accepté de juger ce travail et d’en présider le jury de soutenance. Que vous soyez assuré de
mon entière reconnaissance.