Co-design optimal robuste du navire-hôpital « Bongo », doté de systèmes de production et de stockage d'hydrogène (H₂) et d'oxygène (O₂)

Ce proposition de recherche porte sur le ''co-design'' (intégrant dimensionnement et gestion énergétique) robuste et optimal d'un microréseau d'énergie intelligent isolé. Ce microréseau est destiné au navire-hôpital ''Bongo'', un navire de la Marine colombienne opérant dans la région amazonienne. Le système proposé intègre une production d'énergie solaire photovoltaïque (PV) à une électrolyse de l'eau, permettant ainsi la production simultanée sur site d'hydrogène vert — destiné à la régénération d'électricité via une pile à combustible — et d'oxygène de qualité médicale, répondant ainsi à deux besoins opérationnels essentiels au sein d'une architecture unique et unifiée. Un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) est envisagé comme tampon complémentaire afin d'améliorer la qualité de l'énergie et la dynamique du système d'hydrogène. L'approche de ''co-design'' associe le dimensionnement des composants du micro-réseau à l'optimisation du système de gestion de l'énergie (EMS), minimisant à la fois le coût total (NPC: Net Present Cost) sur un cycle de vie de 20 ans et le potentiel de réchauffement global équivalent (GWP: Global Warming Potential, en kg CO₂eq), tout en respectant les contraintes de fiabilité de l'approvisionnement en électricité et de production d'oxygène. La quantification des incertitudes inhérentes à ce microréseau est intégrée tout au long du processus de conception afin de tenir compte de la variabilité des profils d'irradiance solaire, de la demande de charge et des paramètres de modélisation critiques — en particulier la dégradation des dispositifs de stockage. La dimensionnalité de ce problème d'optimisation stochastique atteint plusieurs centaines de milliers de variables de décision, ce qui nécessite des avancées méthodologiques fortes, basées sur la programmation linéaire et la conception robuste par scénarios. Une validation expérimentale de type « Power-Hardware-In-the-Loop » (PHIL) est prévue lors de la phase finale du projet, en s'appuyant sur la plateforme d'essais de micro-réseaux du LAPLACE à Toulouse. Ce projet est mené en co-tutelle entre le LAPLACE (Université de Toulouse, France) et la Pontificia Universidad Javeriana (Bogotá, Colombie). Javeriana (Bogotá, Colombie). École doctorale : GEETS - Génie Electrique Electronique,Télécommunications et Santé : du système au nanosystème Direction : Xavier ROBOAM Financement : MSCA COFUND BEST