Добірка наукової літератури з теми "Résilience électrique"

Dans cet article, nous nous intéressons à un système technique alternatif en plein essor : à savoir les centrales électriques virtuelles (CEV). Il s’agit de systèmes sociotechniques en réseau qui agrègent une multiplicité de sites de production, de stockage et/ou de consommation énergétique au moyen d’un dispositif numérique de pilotage centralisé dans l’objectif de participer au marché de l’énergie et à l’équilibrage du réseau. Nous analysons en quoi et comment les CEV contribuent à la résilience du réseau électrique, ainsi que les limites de ces contributions. Nous analysons également les reconfigurations et implications financières, socio-spatiales, métaboliques et politico-institutionnelles que provoque la participation des CEV à la résilience du réseau électrique. En conclusion, nous mettons en évidence les vulnérabilités inhérentes à cette nouvelle configuration systémique, qui repose lourdement sur l’efficacité des signaux-prix, la rationalité économique des opérateurs et la vigilance des régulateurs de l’énergie.

L’hydroélectricité doit aujourd’hui répondre à de nombreux défis : dimension des retenues et impacts associés, gestion de la ressource en eau et résilience au changement climatique, pilotabilité de la production électrique et positionnement vis-à-vis des énergies renouvelables intermittentes… Dans ce contexte, l’hybridation des centrales hydroélectriques avec des centrales solaires semble une opportunité prometteuse et pourvoyeuse de solutions. Au travers d’exemples, l’article explore les tenants et aboutissants d’une telle hybridation aux trois pas de temps d’étude, annuel, journalier / horaire et minute. Il illustre en particulier la méthode de définition du couple solaire / hydro optimum, en fonction d’un certain nombre de paramètres spécifiques à chaque site : débit écologique, variations acceptables de débit en aval, niveau de service rendu au réseau (réserve tournante, passage d’un nuage), forme de la courbe de charge journalière, prise en compte des autres usages de l’eau, objectifs de gestion annuelle, etc.

L’objectif de ce papier est de mesurer l’impact des délestages sur l’efficience technique des firmes manufacturières au Cameroun. Nous mobilisons les données issues des enquêtes sur les entreprises Enterprises Survey réalisées au Cameroun en 2009 et 2016 par la Banque Mondiale. Dans un premier temps, nous appliquons la méthode d’enveloppement des données (DEA) pour déterminer les scores d’efficience technique des firmes. Nous estimons à 25% et 42% les scores moyens d’efficience pour 2009 et 2016 respectivement, soit une amélioration sur la période. Dans un second temps, nous évaluons l’impact des délestages et d’autres facteurs exogènes sur les scores d’efficience grâce au modèle Tobit instrumenté. Les résultats montrent que la survenue de délestages, le nombre de délestages, la durée d’un délestage, le coût total électricité et les pertes dues aux délestages affectent négativement et significativement les scores d’efficience des firmes manufacturières au Cameroun en 2009 et 2016. Par ailleurs, l’étude montre que les firmes informelles sont plus résilientes aux délestages que les firmes formelles. Ces résultats demandent premièrement, d’améliorer la qualité des infrastructures électriques privées et publiques afin de réduire la survenue des délestages. Deuxièmement, ces résultats proposent de développer des substituts à l’énergie électrique pour faire face aux longues périodes de délestage.Classification JEL : Q40, D24, D20, L25, C26.

En raison de ses vulnérabilités physiques et logiques, une infrastructure critique (IC) peut subir des défaillances, et en raison des interdépendances entre IC, de simples défaillances peuvent avoir des conséquences dramatiques sur lensemble de linfrastructure. Dans notre travail, nous nous concentrons principalement sur les systèmes dinformation et de communication (lIIC : infrastructure dinformation critique) dédiés au réseau d'énergie électrique. Nous proposons une nouvelle approche pour répondre aux problèmes de sécurité que rencontre une IIC, plus particulièrement, ceux liés au contrôle d'accès et à la collaboration. Le but est doffrir à chaque organisation faisant partie de lIIC la possibilité de collaborer avec les autres, tout en maintenant un contrôle sur ses données et sa politique de sécurité internes. Nous avons modélisé, et développé PolyOrBAC, une plateforme de contrôle daccès collaboratif, basée sur le modèle de contrôle daccès OrBAC et sur la technologie des Services Web, cette plateforme est applicable dans le contexte dune infrastructure critique en général, et plus particulièrement dans le cadre dun réseau électrique.

En raison de ses vulnérabilités physiques et logiques, une infrastructure critique (IC) peut subir des défaillances, et en raison des interdépendances entre IC, de simples défaillances peuvent avoir des conséquences dramatiques sur l’ensemble de l’infrastructure. Dans notre travail, nous nous concentrons principalement sur les systèmes d’information et de communication (l’IIC : infrastructure d’information critique) dédiés au réseau d'énergie électrique. Nous proposons une nouvelle approche pour répondre aux problèmes de sécurité que rencontre une IIC, plus particulièrement, ceux liés au contrôle d'accès et à la collaboration. Le but est d’offrir à chaque organisation faisant partie de l’IIC la possibilité de collaborer avec les autres, tout en maintenant un contrôle sur ses données et sa politique de sécurité internes. Nous avons modélisé, et développé PolyOrBAC, une plateforme de contrôle d’accès collaboratif, basée sur le modèle de contrôle d’accès OrBAC et sur la technologie des Services Web, cette plateforme est applicable dans le contexte d’une infrastructure critique en général, et plus particulièrement dans le cadre d’un réseau électrique
Because of its physical and logical vulnerabilities, critical infrastructure (CI) may suffer failures, and because of the interdependencies between CIs, simple failures can have dramatic consequences on the entire infrastructure. In our work, we mainly focus on information systems and communications (CII: Critical Information Infrastructure) dedicated to the electrical power grid. We proposed a new approach to address security problems faced by an IIC, particularly those related to access control and collaboration. The goal of this study is to provide each organization belonging to the IIC the opportunity to collaborate with others while maintaining control over its data and its internal security policy. We modeled and developed PolyOrBAC, a platform for collaborative access control, based on the access control model OrBAC and on the Web Services technology, this platform is applicable in the context of a critical infrastructure in general, and more particularly to an electrical power grid

La capacité installée des systèmes PV augmente dans les réseaux MT et BT. En outre, les systèmes de stockage d'énergie (SSE) sont utilisés pour améliorer les performances des systèmes de production distribuée et d'autoproduction qui intègrent des énergies renouvelables. L'interconnexion inadéquate des systèmes PV et SSE peut altérer le fonctionnement des réseaux électriques. Elles peuvent également modifier la réponse du système à des perturbations de faible ou de forte intensité. Ce fait peut être favorable ou nuisible et peut être surmonté par le réseau électrique sans nécessiter d'interventions telles que des manœuvres correctives. La capacité de résister, d'absorber et de surmonter des événements défavorables peut être définie comme la "résilience électrique". La résilience est un concept qui prend de l'ampleur dans les systèmes électriques. Elle évalue leur performance face à des événements perturbateurs.Les approches correspondent principalement à des événements à fort impact et faible probabilité (HILP) affectant l'infrastructure des systèmes électriques. Toutefois, la résilience peut englober des événements à impact moyen ou faible, tels que des accidents mineurs, des défauts d'éclairage et des perturbations de l'approvisionnement. Les progrès de l'évaluation de la résilience des réseaux BT portent sur la vulnérabilité aux catastrophes naturelles, la probabilité de coupures de courant et la qualité du service. Ces études utilisent généralement des approches indépendantes les unes des autres, ce qui laisse un vide entre leur relation et leur interprétation. Il est donc nécessaire de consolider une stratégie d'évaluation de la résilience pour guider l'analyse des vulnérabilités et des forces dans la même direction.Cette thèse propose donc une approche globale pour évaluer la résilience électrique des réseaux BT. Elle présente une méthodologie intégrant la fragilité de l'infrastructure du système électrique, la continuité de l'approvisionnement et la qualité du service. Les effets favorables potentiels de l'intégration des systèmes d'énergie à base d'hydrogène (H2-SSE) dans les réseaux BT sont également pris en compte afin d'accroître la fiabilité de ces réseaux. L'approche proposée est appliquée au réseau BT du Bâtiment d'Ingénierie Électrique (EEB-UIS) de l'Universidad Industrial de Santander (UIS), en Colombie. À cette fin, le réseau EEB-UIS a été équipé de compteurs intelligents aux nœuds d'alimentation, et au point de couplage du système PV. Des informations sur les coupures de courant survenues entre 2012 et 2021 ont également été collectées.L'analyse de l'étude de cas permet de tester l'évaluation de la résilience proposée pour les réseaux BT. L'évaluation des conditions réelles de l'EEB-UIS indique que son infrastructure électrique présente un faible risque d'effondrement dû à des événements HILP. Sa fiabilité pourrait être renforcée en augmentant la couverture des charges non critiques. L'analyse de la résilience opérationnelle montre une alerte pour les problèmes de surtension et de déséquilibre de la charge. Ensuite, une analyse de retour d'information est développée pour déterminer les moyens de renforcer la résilience. Les stratégies proposées consistent à dimensionner le H2-SSE en tant que système de secours et à mettre en œuvre une stratégie de gestion de l'énergie. Le réseau électrique EEB-UIS est modélisé dans MATLAB & Simulink. Les simulations permettent d'évaluer l'influence de l'emplacement, de la capacité installée et du mode de fonctionnement du H2-SSE sur les performances du réseau BT. Il est identifié qu'une bonne gestion des sources distribuées peut renforcer la résilience électrique, principalement en termes de fiabilité et de qualité de fonctionnement. Le résultat global montre une analyse complète de la résilience et la possibilité d'étendre la méthodologie aux micro-réseaux et aux réseaux de distribution BT
The installed capacity of on-grid photovoltaic (PV) solar systems is growing in medium-voltage (MV) and low-voltage (LV) networks composed of residential and commercial users. In addition, energy storage systems (ESS) are being used to improve the performance of distributed generation and self-generation systems that incorporate renewable energy. The unplanned and inadequate interconnection of PV and ESS can cause alterations in the operation of electrical networks. These could also alter the response of the electrical system to low or high-impact disturbance events. This fact can be favourable or harmful and can be overcome by the power grid without requiring interventions such as reconfigurations or corrective manoeuvres. The ability to withstand, absorb and overcome adverse events can be defined as "network electrical resilience". Resilience is a concept gaining strength in power systems, microgrids and low-power electrical installations. It evaluates their performance against disruptive events.The approaches mainly correspond to high-impact, low-probability (HILP) events such as natural disasters and intentional attacks affecting the electrical systems infrastructure. However, resilience can encompass medium and low-impact events such as minor infrastructure accidents, light faults, and supply disturbances. Resilience assessment advances on the LV networks include vulnerability to natural disasters, the probability of power outages, and service quality. These studies usually use approaches independent of each other, leaving a gap between their relationship and interpretation. Then, there is a need to consolidate a resilience assessment strategy to guide the analysis of vulnerabilities and strengths in the same direction.Thus, this thesis proposes a comprehensive approach to evaluate electrical resilience for LV networks. It compiles quantitative strategies for studying electrical resilience, focusing on LV systems. It presents a methodology integrating the electrical system infrastructure's fragility, the supply's continuity, and the service's quality. The potential favourable effects of integrating hydrogen-based ESS (H2-ESS) in LV networks are also considered to increase the reliability of the LV networks. The proposed approach is applied in the LV network of the Electrical Engineering Building (EEB-UIS) at the Universidad Industrial de Santander (UIS), Colombia. For this purpose, the EEB-UIS network has been equipped with smart meters at the supply nodes, the PV system coupling point and the load board circuits. Information on power supply outages during 2012-2021 was also collected.The case study analysis allows for testing the effectiveness of the comprehensive resilience evaluation proposed for LV networks. The assessment regarding the actual conditions of the EEB-UIS indicates that its electrical infrastructure has a low risk of collapse due to HILP events. Its reliability could be strengthened by increasing the backup system's coverage of the non-critical loads. Operation resilience analysis shows a general alert for overvoltage issues and load unbalance. Then, a feedback analysis is developed to determine ways to strengthen electrical resilience. The proposed strategies are sizing H2-ESS as a power backup system and implementing an energy management strategy. The EEB-UIS power grid is modelled in MATLAB & Simulink, and quasi-static power flows are run. The simulations allow evaluation of the influence of the H2-ESS's location, installed capacity and operation mode on the LV network performance. It is identified that proper distributed sources management can strengthen electrical resilience, mainly in reliability and operation quality. The overall result shows a comprehensive resilience analysis and the possibility of extending the methodology to microgrids and LV distribution networks

Le terme « réseau électrique intelligent » fait référence à un réseau électrique en présence d’une abondante production décentralisée et redirigeant les flux de puissance afin que soit maintenu l’équilibre entre production et consommation électrique en temps réel. Son fonctionnement est conditionné par le respect de contraintes de stabilité, sécurité et qualité de service. Il tire profit d'une observabilité améliorée, utilise les outils de contrôle/commande avancé et offre la possibilité d’une gestion avancée de la demande.Dans le contexte du projet Smart Occitania, dont l'objectif est d’évaluer la faisabilité du concept de réseau électrique intelligent en zones rurales et péri-urbaines, ces travaux de thèse proposent une stratégie fondée sur la théorie de la commande prédictive et la gestion de charges pilotables (ici, un méthaniseur et un château d'eau) afin de maintenir l'équilibre entre production et consommation électrique dans le réseau, tout en respectant des contraintes en tension prédéfinies. La stratégie de contrôle inclue des prévisions infra-journalières de plusieurs grandeurs stochastiques qui interviennent dans le système, obtenues par le biais d’une régression non paramétrique par processus Gaussien.La contribution principale de cette thèse est double : la formulation d’un problème d'optimisation pour gérer la commande tout ou rien du château d'eau sans avoir recours à la programmation non linéaire mixte en nombres entiers ou à une relaxation et l'utilisation d'intervalles de confiance fournis par le module de prévision pour réduire les dépassements de tension dus aux erreurs de prévision.Les résultats obtenus témoignent du potentiel de la commande prédictive pour la gestion de charges pilotables dans une optique de réduction de l'écart entre production et consommation, tout en respectant des contraintes en tension
The term ''smart grid'' refers to a modern power grid that successfully integrates prolific distributed generation with end loads and efficiently reroutes power flows to balance supply and demand in real time with respect to stability, quality, and safety constraints. It relies on improved observability and advanced control techniques, and offers the possibility of advanced demand side management.In the context of the Smart Occitania project, which aims to study the feasibility of the smart grid concept for rural and suburban power distribution grids, this work proposes a model-based predictive control strategy based on flexible asset management (herein a biogas plant and a water tower) that aims to balance power supply and demand within the power grid while maintaining voltage levels within prescribed margins. The control scheme incorporates intraday forecasts of various stochastic quantities that impact the system, procured through Gaussian process regression.The main contribution of this thesis is twofold: the predictive controller's optimisation problem is formulated in such a way that the ON/OFF of the water tower is handled without recourse to mixed-integer nonlinear programming or relaxation, and the confidence intervals provided by the forecast module are utilised to minimize voltage overshooting due to forecasting errors.The results illustrate the promise of a predictive controller relying on renewable-energy-based flexible assets to reduce the gap between power supply and demand, while upholding the power grid's voltage constraints

Du fait de l’évolution des menaces, la gestion des risques de sécurité dans le contexte d’un réseau électrique dit intelligent, ou smart grid, représente un défi. Cette thèse traite cette problématique en proposant des solutions basées sur la théorie des jeux noncoopératifs, les graphes d’attaques et les processus de décision markovien sous contraintes. Dans la première partie de cette thèse, nous proposons et résolvons des modèles en théorie des jeux non-coopératifs pour optimiser le déploiement des ressources de défense dans le smart grid. Nous identifions le choix optimal des modes de sécurité sur les équipements d’une infrastructure relative aux compteurs intelligents, ou Advanced Metering Infrastructure (AMI), permettant de protéger la confidentialité des données clients. En outre, nous présentons un modèle analytique permettant d’identifier et de renforcer les équipements de communication les plus sensibles du réseau électrique. Afin d’améliorer la sécurité des systèmes de contrôle industriel, la stratégie de défense a besoin d’être à la fois proactive, en anticipant les cibles potentielles des attaquants, et réactive en ajustant le type et l’intensité de la réponse en fonction du niveau de la menace. Dans la deuxième partie de la thèse, nous abordons ce défi et présentons une solution qui calcule la politique de sécurité optimale garantissant que les objectifs du défenseur sont satisfaits. Cette politique est obtenue par la résolution d’un processus de décision markovien sous contraintes construit à partir d’un graphe d’attaque généré préalablement et représentant l’évolution de l’état de l’attaquant dans le système
The evolution of the threat landscape has made the security risk management in the smart grid a challenging task. This thesis addresses this problem and proposes solutions based on non-cooperative game theory, attack graphs and Constrained Markov Decision Processes (CMDPs). In the first part of this thesis, using the framework of non-cooperative game theory, we define and solve models to optimize the deployment of defense resources in the smart grid. We find the optimal choice of security modes to enable on each equipment in the Advanced Metering Infrastructure (AMI) to protect the confidentiality of customers’ data. In addition, we present an analytical model for identifying and hardening the most critical communication equipment used in the power system. In order to improve the security of industrial control systems, the defense strategy needs to be both proactive by anticipating potential targets of adversaries, and reactive by adjusting the type and strength of the response to the threat level. In the second part of this thesis, we address this challenge by presenting a solution that computes the optimal security policy that guarantees that the defender’s objectives are satisfied. This policy is obtained by solving a CMDP built using information in an attack graph generated beforehand that represents the evolution of the attacker’s state in the system

Cette thèse traite des problèmes de stabilité introduits par l'interconnexion d'énergies renouvelables massives dans un micro-réseau isolé. Cette recherche vise à identifier les problèmes liés au sujet, les indices permettant de mieux comprendre ces problèmes, ainsi que la stratégie visant à améliorer la stabilité des microréseaux du point de vue du réseau électrique. Dans la première partie, un état de l'art sur l'évolution de la stabilité du réseau electrique est abordé. Un bref historique de la stabilité du système électrique depuis sa première identification et son évolution a été présenté. Une revue des indices pratiques d’évaluation de la stabilité du réseau est également présentée, y compris ceux que nous proposons. Cette partie est également utile pour analyser le positionnement de cette thèseLa deuxième partie de la thèse présente les efforts pour améliorer la stabilité dynamique des microréseaux caractérisés par une pénétration massive des énergies renouvelables. Les principaux défis et les efforts en cours sont passés en revue, qui ont montré que les solutions actuelles se concentrent sur le maintien de la philosophie d’un réseau électrique classique. Avec l'avènement des énergies plus intermittentes, les efforts actuels se sont révélés coûteux. Par conséquent, une nouvelle perspective est proposée. Ici, les générateurs et les clients sont exposés à des écarts de tension et de fréquence plus élevés, qui sont nécessaires pour maintenir l'équilibre de puissance et la stabilité du microréseau. Cette perspective convient avec le concept de micro-réseau pour réaliser le rêve de l’électricité universelle.Le concept est ensuite développé en une nouvelle stratégie de régulation dans laquelle le rapport de la fréquence et la tension du système sont maintenues essentiellement constant autour de 1 (en per unit). Cette stratégie peut potentiellement être mise en œuvre sur toutes les technologies de grid forming. Les avantages de cette stratégie sont l’assurance que les machines électriques ne sont pas endommagées, la fonctionnalité plug-and-play, la compatibilité avec les technologies actuelles d’onduleurs et l’absence de systèmes de communication rapides. Enfin, la stratégie proposée est facile à mettre en œuvre et ne nécessite pas de révolution en termes d’équipement et de contrôle du réseau électrique. Cette mise en œuvre de ce concept offre un élément de flexibilité très précieux: le temps, qui améliore la résilience et la stabilité d'un microréseau. Cependant, des écarts de fréquence et de tension plus importants se produisent et doivent être acceptés par tous les acteurs du microréseau. Une validation par des simulations numériques en Power Factory et des expérimentations dans une plateforme hardware-in-the-loop en temps réel ont été réalisées avec des résultats satisfaisant
This thesis deals with the stability issues introduced by the interconnection of massive renewables into an isolated microgrid. This research aims to identify the problems related to the topic, the indices to help understand the issues, and the strategy to enhance microgrid stability from the power system point of view.In the first part, a state of the art on the evolution of power stability is addressed. A short history of power system stability since its first identification and how it has evolved is firstly presented. This part also provides a literature review of the power system stability, including its classification, and how it has evolved due to two reasons: the microgrid concept and the trend towards the integration of more inverter-based generation. A review of the practical indices for grid stability assessment is also reported, including the ones that we propose. This part is also useful for analyzing the positioning of this PhD research.The second part of thesis presents the efforts to enhance the dynamic stability of microgrids characterized by massive renewable penetration. The main challenges and the current efforts are reviewed, which have shown that the current solutions focus on maintaining the philosophy of a classical power grid. With the advent of more intermittent energy, the current efforts have proven to be costly. Therefore, a new perspective is proposed. Here, the generating elements and the customers are exposed with higher deviations in voltage and frequency, which are necessary so that that the power equilibrium and the stability of the microgrid can be maintained. This perspective is suitable with the microgrid concept to realize the dream of universal electricity.The concept is then developed into a novel regulation strategy in which the system frequency and voltage are maintained in such a way to keep their ratio essentially constant around 1 (p.u. voltage to p.u. frequency). This strategy can potentially be implemented on all grid forming technologies. The benefits of employing this strategy include assurance that the electrical machinery is not harmed, plug-and-play feature, compatibility with current grid-tied inverter technologies, and no need for fast communication systems. Finally, this proposed strategy is easy to implement and does not require revolution in terms of power system equipment and control. This implementation of this concept provides a very valuable piece of flexibility: time, which enhances the resilience and stability of a microgrid. However, wider frequency and voltage deviations occur and have to be accepted by all the actors within the microgrid. A validation through computer simulations in Power Factory and real-time hardware in the loop experiments has been carried out with satisfactory results

Partout, les populations ont besoin d’énergie pour subvenir à leur besoin et supporter leur développement. Ces travaux se concentrent sur l’accès à l’énergie électrique des zones isolées trop éloignées du réseau électrique principal pour y être connectées. Parmi elles, nous sélectionnons les zones à proximité d’une mer ou d’une rivière dont l’énergie hydrocinétique peut être récupérée et transformée en électricité par une hydrolienne. Les solutions technologiques disponibles sur le marché ne répondent que partiellement aux besoins spécifiques des communautés de ces zones isolées. L’objectif de la thèse est double : proposer une démarche de conception multicritère afin d’imaginer une solution de production énergétique compatible avec les enjeux de développement durable puis appliquer ladite démarche pour concevoir une solution hydrolienne pour micro-réseau isolé qui soit durable et résiliente. La démarche de conception repose sur la prise en compte dès les phases amont du projet de critères qualitatifs et quantitatifs liés aux durabilités technique, économique, environnementale et sociale. L’outil proposé aide le concepteur à dialoguer avec les différentes parties prenantes afin de cibler une solution de production électrique permettant un développement humain, économique, technique, de la communauté, à la fois ancré sur le territoire et respectueux de l’environnement. L’application de la démarche et de l’outil sur l’hydrolienne pour micro-réseau isolé amène au portrait-robot du système et de ses composants. Nous nous inspirons de la philosophie low-tech qui prône des technologies simples, durables, résilientes et accessibles. Nous avons esquissé les caractéristiques de la génératrice électrique de l’hydrolienne puis proposé un modèle analytique multi-physique et des coûts économiques, environnementaux pour un pré-dimensionnement optimisé. La machine est asynchrone à cage avec un bobinage étanche pour un refroidissement ouvert à eau, un banc de condensateur pour un fonctionnement autonome et une plage de vitesse élargie. Nous avons également étudié les effets du bobinage dentaire sur la génératrice asynchrone à cage. Finalement, nous sélectionnons les villages amazoniens de Guyane comme cas d’étude et en particulier la station de recherche CNRS des Nouragues. Nous appliquons la démarche de conception et pré-dimensionnons la génératrice avec les données disponibles avec les objectifs de maximisation du rendement énergétique ou de minimisation de la masse de la machine et des coûts économiques et environnementaux
Everywhere, populations need energy to satisfy their needs and support their development. This work focuses on access to electrical energy in isolated areas that are too far from the main electricity grid to be connected to it. Among them, we select areas near a sea or river where hydrokinetic energy can be harnessed and transformed into electricity by a hydrokinetic turbine. The technological solutions available on the market only partially meet the specific needs of communities in these isolated areas. The objective of the thesis is twofold: to propose a multi-criteria design approach in order to imagine an energy production solution compatible with the challenges of sustainable development, and then to apply this approach to design a hydrokinetic turbine solution for isolated micro-grids that is sustainable and resilient. The design approach is based on the consideration of qualitative and quantitative criteria related to technical, economic, environmental and social sustainability from the upstream phases of the project. The proposed tool helps the designer to dialogue with the various stakeholders in order to target an electricity production solution that allows for human, economic, technical and community development that is both anchored in the territory and respectful of the environment. The application of the approach and the tool on the hydrokinetic turbine for isolated micro-grids leads to a sketch of the system and its components. We have been inspired by the low-tech philosophy that advocates simple, sustainable, resilient and accessible technologies. We sketched the characteristics of the turbine's electrical generator and then proposed a multi-physical analytical model and economic, environmental and cost analysis for an optimized pre-sizing. The machine is a squirrel-cage induction machine with a waterproof winding for open water cooling, a condenser bank for autonomous operation and an extended speed range. We have also studied the effects of the tooth-coiled winding on the asynchronous generator. Finally, we selected the Amazonian villages of French Guiana as a case study and in particular the CNRS research station of Nouragues. We apply the design approach and pre-size the generator with the available data with the objectives of maximizing the energy efficiency or minimizing the mass of the machine and the economic and environmental costs

Les Déchets d'Equipement Electriques et Electroniques (DEEE) constituent un volume important de déchets dont le constituant majoritaire est l’ABS. C’est pour cela que nous avons travaillé principalement avec des polymères provenant d’un gisement réel (carters d’ordinateurs). Puis, des mélanges ABS/PC ont été élaborés (le PC étant un des constituants d’un gisement de carters), dans le but d’obtenir un matériau avec une résilience au moins équivalente à celle d’un ABS neuf. Même si l’ABS a montré une bonne aptitude à être recyclé seul, après vieillissement et recyclage, sa résilience connaît une chute due à la dégradation de la phase élastomère et à la présence d’ignifugeants. Il est important pour le recyclage de l’ABS et de ses mélanges de séparer les polymères ignifugés de ceux qui ne le sont pas. La voie mélange pour le recyclage de l’ABS par l’ajout de PC a l’avantage de simplifier le tri et de recycler un maximum des polymères présents dans les DEEE. Nous avons tout d’abord réalisé des mélanges ABS/PC neufs pour bénéficier d’une mise en œuvre et d’une composition optimales. L’influence des paramètres du procédé de recyclage (température et vis d’extrusion) et des propriétés des matériaux (taux et viscosité du PC, retardateurs de flamme de l’ABS) sur les propriétés du mélange a été étudiée. Nous avons effectué essentiellement des essais de résistance au choc Charpy et des études morphologiques. Les résultats ont montré qu’une morphologie fibrillaire ou co-continue est favorable à la meilleure résilience des mélanges ABS/PC. Nous avons obtenu pour des mélanges neufs ABS neuf FR/PC neuf réalisés avec 70% d’ABS une résilience supérieure à celle de l’ABS neuf. Mais, à composition égale, ce résultat n’a pas été atteint pour les mélanges majoritaires en ABS recyclé. Souhaitant réaliser des mélanges performants majoritaires en ABS recyclé, la compatibilisation semble nécessaire. Un mélange recyclé majoritaire en ABS, compatibilisé avec du PP-g-MA, est montré plus résilient que l’ABS neuf seul. Toutefois, les compatibilisants ont une efficacité limitée lorsqu’ils sont en présence de retardateurs de flamme ou soumis à un temps de séjour élevé dans la presse à injecter. Nous avons voulu utiliser des nanocharges minérales (montmorillonites), ajoutées en faible quantité, en tant qu'ignifugeants et compatibilisants. Elles se sont avérées inefficaces dans les études préliminaires réalisées. Le choix des nanoargiles minérales doit être optimisé
WEEE constitute a huge waste volume in which ABS is the major component. So, we focused on polymers from a real deposit (casing of computers); such a deposit contains ABS, PC, PS, ABS-PC. In a first step, recycling of aged ABS was studied. The decrease in the C=C content induces an impact strength drop. Nevertheless, ABS proved to be recyclable given that optimized processing conditions are found. The role of flame retardants was shown to be crucial on the recyclability. Separating polymers with or without flame retardants is the key point of the ABS recycling. However, recycled aged ABS do not recover the impact strength of neat virgin ABS. Then, ABS/PC blends were elaborated in order to obtain a material with an impact strength at least equivalent to the neat ABS. The use of ABS/PC blends for this recycling facilitates the sorting and the utilization of most of WEEE polymers. We first made ABS/PC blends from virgin polymers to have optimal processability and composition. Performing Charpy impact strength tests and morphological studies allowed to evaluate the influence of recycling process parameters (temperature and screw extrusion) and material properties (rate and viscosity of PC and ABS flame retardants). Experimental results indicate that the impact strength of the ABS/PC blends is higher when the morphology is fibrillar or co-continuous. We obtained ABS virgin FR/PC virgin blends (70/30) with an impact strength greater than the neat ABS. But, with equal composition, this result was not reached for the blends. So to achieve reliable blends rich in recycled ABS, compatibilisation is necessary. Recycled ABS/PC blends compatibilised with PP-g-MA is more resilient than the ABS. However, the compatibilising agents have a limited efficiency when they are used in the presence of flame retardants or subjected to a high residence time. Finally, nanoclays were attemptively used as both FR and compatibiliser. Tough they proved uneffective in the very first experiments carried out (the choice of clay need to be optimized)