Le contexte de cette thèse s’intègre dans une démarche de modélisation et simulation de micro-réseaux. Financée par le projet LUE ULHyS, programme de recherche multidisciplinaire sur les technologies de l’hydrogène et des piles à combustible, des matériaux innovants pour les PEM-FC à l’économie de l’hydrogène et à l’ergonomie prospective, la thèse a proposé un cadre multi-disciplinaire dont le sujet porte sur l’étude par co-simulation des échanges d’énergies dans les micro-réseaux.
La modélisation des micro-réseaux multi-sources multi-porteurs impose de décrire le système comme l’intégration de sous-systèmes hétérogènes en interaction. Sa simulation consiste à gérer la synchronisation des simulateurs hétérogènes ainsi que l’échange de données entre eux. Mecsyco (Multi-agent Environment for Complex SYstem CO-simulation – mecsyco.fr) a démontré sa capacité à aborder rigoureusement ces questions. Les enjeux se situent, non plus aux niveaux formel et logiciel, mais sur l’aspect sémantique. Actuellement, la montée en compétence des experts en micro-réseaux sur des problématiques informatique, des principes d’intégration de formalisme, etc. pour pouvoir concevoir eux-mêmes des modèles de micro-réseaux et les simuler les détourne de leur objectif initial, prend du temps et peut potentiellement introduire de graves erreurs. Le défi réside dans l’intégration dans une démarche de co-simulation, au niveau sémantique, des hétérogénéités spécifiques à l’étude des échanges d’énergies dans un micro-réseau.
Cette thèse propose des concepts et des composants logiciels (outils logiciels connexes en relation avec mecsyco) adaptés aux experts en micro-réseaux pour combler le fossé entre les exigences conceptuelles et la simulation de micro-réseaux multi-sources et multi-porteurs. Les travaux définissent deux concepts permettant la représentation des micro-réseaux dans une démarche de co-simulation modulaire et hiérarchique à tout les niveaux de la modélisation et simulation : les smart-composants d’abord, caractéristique informationnel des composants effectuant des opérations physiques (consommer, produire, stocker) sur l’énergie; l’opérateur de couplage ensuite, objet de la réification de la stratégie de gestion du réseau, collectant les informations et permettant le calcul d’une nouvel répartition de l’énergie garantissant l’équilibrage du réseau.
L’évaluation du travail se fait à travers un exemple itératif de simulation d’un éco-quartier dans laquelle nous illustrons les propriétés d’intégration modulaire de modèles et de hiérarchisation à tout les niveaux de la démarche de co-simulation.
