Le Smart Grid a révolutionné la politique énergétique et a permis de redistribuer les rôles des différentes entités dans le marché de l'électricité. Le client résidentiel est au cceur de cette révolution. Il est désormais capable de gérer sa consommation à travers le contrôle et la commande des appareils électriques domestiques à distance, de produire de l'électricité, de la stocker et de la vendre. Le CPL bas débit est adopté par plusieurs acteurs de distribution d'électricité à l'échelle mondiale. Ce travail a comme objectif d'évaluer la possibilité de l'utilisation des protocoles CPL bas débit dans des applications de gestion de consommation électrique et de contrôle et de commande des appareils électriques domestiques à distance. Pour ce faire, nous avons réalisé une campagne de mesure de réponse du canal CPL dans 12 maisons pour caractériser et modéliser les fonctions de transfert dans la bande de fréquence [9kHz-500kHz]. A l'issue de cette campagne de mesure, nous avons distingué 5 classes de canaux selon leurs capacités de transmission et nous avons modélisé les fonctions de transfert à l'aide des filtres numériques FIR. En plus des réponses du canal, nous nous sommes intéressés aux perturbations électromagnétiques dans la bande [9kHz-500kHz]. Nous avons réalisé 376 enregistrements de bruits CPL dans différentes maisons. Les mesures de bruits ont été par la suite caractérisées et classifiées en bruits stationnaires, bruits périodiques et bruits apériodiques. Pour chaque type de bruit, nous avons proposé des exemples de régénération. / The Smart Grid is an important part of the third technological revolution. The final client is now able to improve his energy consumption efficiency via the control of the domestic appliances. The narrowband power lines protocols are adopted by many international utilities and DSO to ensure the control of the distribution power grid. In this thesis, we propose to use theses protocols for domestic electrical grid management. To assess the performances of the narrowband PLC systems in domestic environment, we have realized two measurements campaigns in many houses. The first campaign is dedicated to the domestic PLC channel response in the band of [9kHz-500kHz]. The measurements are classified into 5 classes according to their transmission capacities. To model the channel measurements, a modeling approach based on FIR filters is adopted. The second measurements campaign aims to characterize and to reproduce the PLC domestic noise in the band of [9kHz-500kHz]. The measurements are classified into stationary noise, periodic noise and aperiodic noise. Some examples of noise generation are proposed for every form of noise.

Les travaux de thèse concernent le développement d’une plateforme d’émulation temps réel destinée aux études théoriques et expérimentales des systèmes hybrides éolien- hydrolien. Diverses architectures de couplages énergétiques sont traitées sur la base des similitudes fonctionnelles des deux systèmes et par des concepts d’émulation à la fois numériques et expérimentaux. La notion de simulation en temps « accéléré » a été développée. Le concept a été validé sur la plateforme expérimentale en utilisant l’évolution de la puissance moyenne délivrée par une turbine éolienne de petite puissance. Cette approche pourra permettre de réduire les temps d’observation des campagnes de mesure, d’accélérer les études sur le potentiel éolien des sites en développement. Nous avons développé également deux types de couplage du système hybride éolien-hydolien. Un couplage électrique basé sur la connexion en parallèle sur un bus continu des deux turbines. Nous avons développé un concept innovant d’un couplage électromécanique basé sur l’utilisation d’une seule génératrice asynchrone sur laquelle sont simultanément couplés les arbres de la turbine éolienne et de la turbine hydrolienne. Pour cela, un servomoteur à commande vectorielle nous a servi à émuler la turbine éolienne pendant qu’un moteur synchrone nous a servi d'émulateur de turbine hydrolienne. L’arbre de la génératrice sert de couplage mécanique entre les deux systèmes. Nous avons mis en évidence dans les expérimentations effectuées, la complémentarité des productions électriques des deux systèmes, et également le besoin de leur adjoindre un système de stockage pour palier à une baisse simultanée de deux productions d’énergie. / The thesis work concerns the development of a real-time emulation platform for theoretical and experimental studies of offshore wind and tidal power hybrid systems. Various energy coupling architectures are processed on the basis of the functional similarities of two systems and by both numerical and experimental emulation concepts. The notion of accelerated time used for real time simulation has been developed. The concept was validated on the experimental platform using the evolution of the mean power delivered by a small wind turbine. This approach can reduce the observation times of the measurement campaigns and could accelerate the studies for the wind potential of developing sites. We have also developed two types of coupling of the wind-tidal hybrid system. An electrical coupling based on the connection in parallel on a continuous bus of two turbines. We have developed an innovative concept of an electromechanical coupling based on the use of a single asynchronous generator on which the wind turbine and tidal turbine are simultaneously coupled. For this purpose, a vector-controlled servomotor was used to emulate the wind turbine while a synchronous motor was used as a tidal turbine emulator. The generator shaft is used as a mechanical coupling between the two systems. We have demonstrated in the experiments that we have developed the complementarity of the electrical productions of the two systems; we highlighted the need to add a storage system to compensate the simultaneous decrease of the two energy productions. The real time simulations results allow us to validate the feasibility of such a coupling.

Ce travail s’intéresse à l’étude d’un système de pompage turbinage à vitesse variable avec une machine asynchrone doublement alimentée face aux perturbations de réseau électrique. L’objectif est d’assurer la continuité de service de cet élément stabilisateur de réseau électrique de sorte qu’il reste connecté au réseau même en cas de perturbations. Le contrôle du système dans les différentes phases de fonctionnement en mode sain a été tout d’abord développé ainsi qu'une étude de stabilité de système utilisant l’analyse modale. Les différents outils nécessaires pour cette analyse ont été tout d’abord mis en oeuvre. Ensuite, les limites de stabilité du système ont été étudiées tenant compte de la variation de longueur de ligne. Le comportement du système en présence des défauts a été par la suite étudié. Les défauts de réseau considérés sont les défauts symétriques et les défauts asymétriques. Une solution basée sur la modification de la stratégie de contrôle a été adoptée pour le cas des défauts symétriques et une solution basée sur l’ajout d’éléments au circuit de puissance a été adoptée pour les cas des défauts asymétriques. Un dispositif expérimental de 4kW a été mis en oeuvre pour la validation des développements menés dans le cadre de cette thèse. / This work focuses on the study of a variable speed pumped storage system based on a doubly fed induction machine in case of grid disturbances. Thus the main objective is to improve the fault ride through capabilities of this grid stabilizer and to guarantee its connection with the grid even under disturbances. The system control in the different operating phases in healthy conditions is developed and then a system stability study is conducted using the eigenvalue analysis. The system stability limits have been investigated taking into account the variation of grid line length so the grid impedance variation. Then the system behavior under disturbances is analyzed. Theconsidered grid faults are symmetric and asymmetric faults. The investigated fault ride through capabilities of the pumped storage system consist of two solutions, one based on the modification of the control strategy was adopted for the symmetric faults and one based on hardware modification has been adopted for the asymmetric ones. A 4kW laboratory set-up has been developed for experimental validation.