Abstract :
[fr] Ce manuscrit étudie les mécanismes internes aux communautés d'énergie renouvelable et propose une série d'approches formelles pour soutenir la planification, l'exploitation et la facturation de ces structures.
Face à la pénétration croissante de la production photovoltaïque résidentielle, des systemes de stockage électriques et des charges pilotables, les communautés de prosommateurs peuvent améliorer la corrélation entre production et consommation et mutualiser des services flexibles.
Cependant, cette coordination soulève des questions techniques, économiques et institutionnelles dont l'élaboration nécessite des modèles opérationnels précis.
Ce travail adopte une démarche modulaire : il formalise un cadre d'optimisation général pour la répartition des flux et des coûts, le dimensionnement des moyens (PV, batteries) en intégrant les contraintes réseau, la modélisation stochastique des profils de demande résidentielles, la gestion des erreurs de prévision et le contrôle temps-réel de la tension.
À partir de ce socle, sont développés des outils concrets : une routine de dimensionnement sensible au réseau, un générateur stochastique de profils de consommation incluant appareils programmables et véhicules électriques, des schémas décentralisés de coordination et de rémunération explicite pour la flexibilité, des mécanismes séquentiels d'échange pour traiter les écarts de prévision, et un contrôleur distribué basé sur ADMM pour la régulation de tension à l'échelle seconde.
Des études de cas représentant des quartiers résidentiels illustrent les méthodes et quantifient les gains potentiels de la communauté selon les degrés de liberté permis et les variables de décisions considérées.
Cette thèse conclut sur les enjeux d'équité dans le partage des bénéfices, compare des méthodes d'allocations et leurs bases théoriques, et discute les limites des modèles en suggérant des pistes de prolongement : le couplage avec la planification réseau, l'intégration d'aspects socio-comportementaux et une validation expérimentale.
