Le développement des énergies renouvelables et des liaisons HVDC conduit à une augmentation de la pénétration de l’électronique de puissance dans les réseaux de transport d’électricité. Comme les convertisseurs possèdent des propriétés physiques différentes de celles des alternateurs synchrones, une évolution des contrôles employés s’avère nécessaire. Au vu de la taille des ensembles à simuler, la validation de solutions innovantes doit être réalisée par des simulations numériques et il est nécessaire d’être vigilant sur les outils utilisés afin d’éviter des temps de calcul prohibitifs. Dans cette thèse, des outils et des méthodes pour l’analyse et la simulation de réseaux de transport 100 % électronique de puissance sont développés. Une partie importante des travaux est consacrée à la modélisation des convertisseurs, ce qui permet de réaliser des simulations numériques plus ou moins précises en fonction du cahier des charges de l’étude et d’appliquer ou de développer des méthodes d’analyse de stabilité. Un modèle simplifié du réseau Irlandais est utilisé comme réseau exemple de façon à valider les méthodes et outils développés dans le cadre de la thèse. / The development of renewable generation and HVDC links lead to an important increase of the penetration of power electronics in the transmission systems. As Power Electronics converters have completely different physical behavior than synchronous machines, an evolution in the way TSOs control transmission systems is needed. It is impossible to build a real size prototype of a transmission system. The validation of the solutions must be done using dynamic numerical simulations. Because of the size of the studied systems, we have to be careful with the simulation tools that we use, in order to reduce the computation time. In this PhD tools and methods for the analysis and simulation of large transmission systems using 100% power electronics are developed. An important part of the work looks at the models of the converters. Those models allow us to do numerical simulations and to apply and develop stability and performance analysis methods for the considered system. A simple model of the Irish network will be used as an example in order to assess the developed methods.

Les réseaux de transport se sont amplifiés par l’accroissement du nombre des véhicules et des stations ainsi que l’apparition de nouvelles notions essentiellement la multimodalité et l’intermodalité. Ainsi, la tâche de gestion des réseaux de transport collectif est devenue très complexe et difficile pour les régulateurs. Pour faire face à ces difficultés, on note le développement des systèmes d’aide à la décision comme solution efficace de régulation de la circulation. Ils permettent de transmettre en temps réel les informations concernant le trafic sur les réseaux de transport.Notre travail se base sur la conception d’un système de régulation des réseaux de transport multimodal. Il peut se révéler comme un outil primordial pour apporter des solutions efficaces et en temps réel à la problématique de la congestion routière. Il peut communiquer l’information nécessaire à l’usager afin de prendre sa décision de déplacement avec ou sans sa voiture. Le système proposé est une approche hybride entre une modélisation par graphes du réseau et un système multi-agents. Ceci sera appuyé par une approche évolutionniste pour la génération d’une solution de régulation optimale. Ce choix est justifié par le caractère ouvert, distribué et complexe des réseaux de transport multimodal / Transport networks have been amplified by the increasing number of vehicles and stations and the emergence of new concepts essentially multimodal and intermodal. Thus, the task of managing public transport systems has become very complex and difficult for regulators.To cope with these difficulties, there is the development of systems decision support as an effective solution to traffic control. They can transmit real-time traffic information on transport networks. Our work is based on designing a control system of multimodal transport networks. It may be as an essential tool for effective solutions and real-time to the problem of traffic congestion. It can provide the necessary information to the user in making its decision to move with or without his car. The proposed system is a hybrid between a graph modeling the network and a multi-agent system. This will be supported by an evolutionary approach for generating an optimal control solution. This is justified by the open, distributed and complex network of multimodal transport

La grande vitesse ferroviaire, destinée à réduire les distances-temps entre les grandes métropoles françaises et européennes, conduit à inscrire les espaces intermédiaires dans une situation peu favorable. Fortement polarisé par les grands foyers urbains qui l'encadrent, ce type d'espace est généralement réduit à son unique statut d'aire de transit. Pourtant, la branche Est, premier tronçon du projet de LGV Rhin-Rhône, de par sa dimension régionale, constitue le facteur d'émergence d'un processus de territorialisation de l'aire Rhin-Rhône. Ainsi, l'arrivée de la grande vitesse ferroviaire est à l'origine de la création d'un réseau de villes qui s'étend de Dijon à Bâle. Pour répondre à cette problématique territoriale, l'analyse fine des configurations spatiales, enrichie par l'approche des représentations, permet de voir dans quelle mesure l'aire Rhin-Rhône est, à l'heure actuelle, dépourvue d'une dimension territoriale. Ensuite, l'entrée par les configurations des réseaux de transport et les pratiques de mobilité permettent de voir comment le projet de LGV Rhin-Rhône s'insère au sein de l'aire d'étude. Enfin, les trois formes d'appropriation choisies : les jeux d'acteurs dans la définition du tracé, les projets de valorisation et les stratégies de promotion territoriale associées à la nouvelle offre ferroviaire, visent à montrer comment les perceptions des gains d'accessibilité par les acteurs locaux peuvent conduire à inscrire l'aire Rhin-Rhône dans un processus de territorialisation. Cette recherche met en évidence la difficile adaptation de la grande vitesse ferroviaire à la desserte des espaces intermédiaires. La localisation des nouvelles gares TGV en périphérie des agglomérations franc-comtoises et la construction de deux contournements ferroviaires aux extrémités de la LGV, constituent des freins au développement de la grande vitesse régionale, condition pourtant nécessaire au fonctionnement territorial de l'aire Rhin-Rhône. En plus d'être un facteur du renforcement de la situation intermédiaire de l'aire Rhin-Rhône, la branche Est exacerbe les concurrences et rivalités entre territoires. En témoigne la redondance des projets de valorisation destinés à accueillir des activités tertiaires, les agglomérations, séparées seulement d'une centaine de kilomètres, adoptant des stratégies similaires. Si l'analyse de l'insertion de la branche Est au sein de l'aire Rhin-Rhône souligne la rigidité du modèle français à grande vitesse, ce cas d'étude fournit des pistes de réflexion sur l'élaboration des futurs projets de LGV, dont la réalisation sera étroitement dépendante du soutien financier des collectivités territoriales.

La grande vitesse ferroviaire, destinée à réduire les distances-temps entre les grandes métropoles françaises et européennes, conduit à inscrire les espaces intermédiaires dans une situation peu favorable. Fortement polarisé par les grands foyers urbains qui l’encadrent, ce type d’espace est généralement réduit à son unique statut d’aire de transit. Pourtant, la branche Est, premier tronçon du projet de LGV Rhin-Rhône, de par sa dimension régionale, constitue le facteur d’émergence d’un processus de territorialisation de l’aire Rhin-Rhône. Ainsi, l’arrivée de la grande vitesse ferroviaire est à l’origine de la création d’un réseau de villes qui s’étend de Dijon à Bâle. Pour répondre à cette problématique territoriale, l’analyse fine des configurations spatiales, enrichie par l’approche des représentations, permet de voir dans quelle mesure l’aire Rhin-Rhône est, à l’heure actuelle, dépourvue d’une dimension territoriale. Ensuite, l’entrée par les configurations des réseaux de transport et les pratiques de mobilité permettent de voir comment le projet de LGV Rhin-Rhône s’insère au sein de l’aire d’étude. Enfin, les trois formes d’appropriation choisies : les jeux d’acteurs dans la définition du tracé, les projets de valorisation et les stratégies de promotion territoriale associées à la nouvelle offre ferroviaire, visent à montrer comment les perceptions des gains d’accessibilité par les acteurs locaux peuvent conduire à inscrire l’aire Rhin-Rhône dans un processus de territorialisation. Cette recherche met en évidence la difficile adaptation de la grande vitesse ferroviaire à la desserte des espaces intermédiaires. La localisation des nouvelles gares TGV en périphérie des agglomérations franc-comtoises et la construction de deux contournements ferroviaires aux extrémités de la LGV, constituent des freins au développement de la grande vitesse régionale, condition pourtant nécessaire au fonctionnement territorial de l’aire Rhin-Rhône. En plus d’être un facteur du renforcement de la situation intermédiaire de l’aire Rhin-Rhône, la branche Est exacerbe les concurrences et rivalités entre territoires. En témoigne la redondance des projets de valorisation destinés à accueillir des activités tertiaires, les agglomérations, séparées seulement d’une centaine de kilomètres, adoptant des stratégies similaires. Si l’analyse de l’insertion de la branche Est au sein de l’aire Rhin-Rhône souligne la rigidité du modèle français à grande vitesse, ce cas d’étude fournit des pistes de réflexion sur l’élaboration des futurs projets de LGV, dont la réalisation sera étroitement dépendante du soutien financier des collectivités territoriales. / High-speed rail, destined to reduce the times-distances between major French and European cities, tends to push intermediary spaces into a rather unfavorable situation. Strongly polarized by the large urban centers that surround them, these intermediary areas are usually reduced to their sole status of transit areas. However, the Eastern tract, the first section of the LGV Rhine-Rhône project, through its regional dimension, constitutes a factor in the emergence of a territorialization process of the Rhine-Rhone area. Thus, the arrival of high speed rail is responsible for the creation of a network of cities that extends from Dijon to Basel.To address this territorial issue, a detailed analysis of spatial patterns, enriched by a representative approach, allows one to realize how devoid of any territorial dimension the Rhine-Rhône area currently is. A subsequent focus on the configurations of the transportation networks and on human-mobility practices shows how the proposed Rhine-Rhône LGV fits into the study area. Finally, the three forms of appropriation strategies selected; the stakeholders’ interactions in the project delineation, the development projects and the territorial promotion strategies associated to the new rail service, are aimed at showing how perceptions of accessibility gains by local stakeholders can lead to the inclusion of the Rhine-Rhone area into a process of territorialization.This research highlights the difficult adaptation of high-speed rail to the service of intermediary spaces. The location of new TGV stations on the outskirts of Franche-Comté cities and the construction of two railway bypasses at the ends of the LGV, constitute hurdles to the development of a regional high speed network, itself a necessary pre-condition to a territorial operation of the Rhine-Rhône area. In addition to being a factor in the cementing of the intermediary situation of the Rhine-Rhône area, the Eastern tract exacerbates territorial competition and rivalry. This is further shown by the redundancy of development projects designed to accommodate tertiary activities, whereby cities, separated by a mere hundred kilometers, adopt similar strategies. While the analysis of the insertion of the Eastern tract into the Rhine-Rhone area emphasizes the rigidity of the French high-speed model, this case study provides food for thought on the development of future LGV projects, whose implementation will be closely dependent upon the financial support of local authorities.

L’allocation de la ressource de manière optimale, dans un système dynamique étendu, consiste à la répartir et à l’acheminer aux bons endroits, aux bons moments et en bonne quantité. Les flux transportés sont caractérisés par des non-linéarités et sont soumis à des retards lors de leur transfert, mais aussi, à des déformations importantes lorsque la ressource est un fluide. Dans ce travail, nous proposons de prendre en compte, dans la modélisation de ces systèmes, l’ensemble de ces contraintes pour une gestion optimale de transport de fluide. Le système est modélisé par un réseau de transport étendu afin de représenter l’évolution de la ressource au cours du temps et d’intégrer les retards inhérents aux transferts des flux. Afin d’introduire dans le graphe la dynamique des écoulements des fluides à surface libre, nous définissons des sommets de répartition permettant la modélisation des phénomènes de propagation des flux. Les objectifs de gestion sont représentés par des coûts sur les arcs. L’allocation optimale de la ressource est obtenue par la recherche du flot de coût minimal sur le réseau de transport. A cette fin, un algorithme d’optimisation prenant en compte les contraintes additionnelles issues des sommets de répartition est proposé. Les méthodes et algorithmes développés sont appliqués au cas des systèmes hydrographiques et à la problématique de l'allocation de la ressource en eau associée. Cette dernière est devenue cruciale en raison des effets négatifs de l'anthropisation des espaces naturels, du changement climatique et de l’augmentation des besoins. Il s’agit de partager la ressource en eau entre différents usagers, conformément à un ensemble d’objectifs et de priorités. L'allocation de la ressource en eau est réalisée en trois étapes principales : le diagnostic de l'état de la ressource disponible sur le système hydrographique à l'instant initial, incluant la prévision de son évolution sur l'horizon de gestion ; la détermination des actions à réaliser sur le système hydraulique pour allouer la ressource en respectant les contraintes et les objectifs ; la surveillance des données mesurées fournissant des indicateurs reconstitués de l’état du système. Les performances de la démarche proposée sont évaluées sur divers systèmes hydrographiques soumis à de multiples régimes hydrologiques. / Optimal allocation of the resource, in a large scale system, consists in distributing it and delivering it to the right places, at the right time and in the right quantity. The transported flows are characterized by nonlinearities and are subject to delays during their transfer, but also to significant deformations when the resource is a fluid. In this work, we propose to take into account, all these constraints in the modeling of these systems, for an optimal management of fluid transport. The system is modeled by an expanded flow network in order to represent the evolution of the resource over time and to integrate the delays that are inherent in flow transfers. In order to introduce the flow dynamics of open-channel flows into the graph, we define distribution nodes allowing to model the flow propagation phenomena. The water allocation objectives are represented by costs on the network’s arcs. The optimal allocation of the resource is obtained by the search for the minimal cost flow on the network. To this end, an optimization algorithm taking into account the additional constraints resulting from the distribution nodes is proposed. The methods and algorithms developed, are applied to the case of hydrographic systems and to the water resources management problem. The latter has become crucial due to the negative effects of anthropisation of natural areas, climate change and increasing needs. Water allocation consists in sharing the water resource between different users, according to a combination of objectives and priorities. The allocation of the water resource is carried out in three main steps: the diagnosis of the state of the available resource on the hydrographic system at the initial time step, including the forecast of its evolution over the management horizon; the determination of operations to be carried out on the hydraulic system to allocate the resource according to the constraints and objectives; the monitoring of the measured data in order to provide reconstructed indicators of the system’s state. The performances of the proposed approach are evaluated on various hydrographic systems, subjected to multiple hydrological regimes.