Thèse de doctorat (H/F) en théorie des systèmes et contrôle – "Contrôle des sous-harmoniques dans les s

Sujet de thèse :
Contrôle des sous-harmoniques dans les systèmes non linéaires : application aux réseaux électriques
L’essor des énergies renouvelables, en particulier l’énergie solaire et éolienne, entraîne une transformation profonde des réseaux électriques modernes. La transition vers un mix énergétique plus propre repose de plus en plus sur l'utilisation de ressources à base d'onduleurs (Inverter-Based Resources - IBRs), qui remplacent progressivement les générateurs synchrones traditionnels. Toutefois, cette évolution introduit de nouveaux défis en matière de stabilité et de régulation des réseaux électriques, notamment l’émergence de phénomènes sous-harmoniques. Ces oscillations complexes, qui apparaissent à des fréquences inférieures à la fréquence fondamentale du réseau, ne sont pas toujours détectées par les analyses harmoniques classiques utilisées en phase de conception. Elles peuvent entraîner une dégradation des performances des équipements, des pertes économiques significatives et, dans certains cas, compromettre la sécurité du réseau.

L'objectif de cette thèse est d'étudier les origines des sous-harmoniques dans les réseaux électriques, en développant une approche rigoureuse basée sur la théorie des systèmes dynamiques et du contrôle non linéaire. Plusieurs questions de recherche seront explorées :
Quels sont les mécanismes fondamentaux responsables de l’apparition des sous-harmoniques dans les IBRs ? Pourquoi les modèles actuels des IBRs échouent-ils à capturer ces phénomènes de manière précise ? Quelles stratégies de contrôle peuvent être développées pour atténuer ou supprimer ces oscillations indésirables ?

Les résultats de cette thèse contribueront à une meilleure compréhension des interactions dynamiques dans les réseaux électriques modernes et fourniront des outils concrets pour améliorer leur conformité et leur intégration dans les infrastructures existantes.

Cette thèse s’inscrit dans un projet conjoint entre le CNRS et Imperial College London. Le doctorant interagira étroitement avec les chercheurs des deux institutions et effectuera un séjour de trois mois à Imperial College.

Profil recherché : Nous recherchons un candidat ayant une formation solide en contrôle des systèmes et en mathématiques appliquées (analyse non linéaire, théorie des systèmes). Une connaissance de base en ingénierie électrique sera également un atout pour mieux appréhender le contexte des réseaux électriques et des onduleurs.

Références :
[1] Y. Cheng et al (2023). Real-world subsynchronous oscillation events in power grids with high penetrations of inverter-based resources. IEEE Transactions on Power Systems, 38(1): 316–330.
[2] Hayashi, C. (2014). Nonlinear oscillations in physical systems (Vol. 432). Princeton University Press.
[3] Fyrillas, M. M., & Szeri, A. J. (1998). Control of ultra-and subharmonic resonances. Journal of Nonlinear Science, 8: 131-159.
[4] Astolfi, D., Praly, L., & Marcon
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