La Chaire industrielle de recherche CRSNG/Hydro-Québec/RTE/EDF/OPAL-RT en simulation multiéchelle de temps des transitoires dans les réseaux électriques de grandes dimensions développe des méthodes numériques de simulation pour l’analyse de signaux qui affectent le fonctionnement des infrastructures qui transportent l’électricité des centrales de production jusqu’aux utilisateurs finaux.
Les perturbations transitoires des ondes électriques sont causées par des phénomènes naturels (p. ex. foudre, chute d’arbre, tempête électromagnétique) ou par des événements techniques (p. ex. déclenchement de ligne, court-circuit, fluctuation de charge) et peuvent entraîner des bris d’équipement, des délestages ou même des pannes générales.
Les travaux de cette chaire contribueront à la compréhension et la mitigation des phénomènes transitoires et à l’optimisation de l’intégration des sources d’énergie renouvelable. La chaire industrielle de recherche bénéficie d’un soutien d’une valeur de 2,7 millions de dollars sur cinq ans du Conseil de recherche en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), Hydro-Québec, Réseau de transport d´électricité (RTE), Électricité de France (EDF) et OPAL-RT Technologies.
Jean Mahseredjian, professeur titulaire au Département de génie électrique de Polytechnique Montréal et directeur de la chaire industrielle de recherche, est une sommité dans le domaine spécialisé de l’étude de la performance des réseaux de transport d’électricité. Par la conception et la direction du développement d’un outil numérique à l’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ) dans les années 1990, et par la poursuite d’activités de recherche à Polytechnique depuis 2005, il a positionné le Canada et le Québec à l’avant-plan du domaine de la simulation et de l’analyse des transitoires dans les réseaux électriques de grandes dimensions. Le logiciel novateur qu’il a conçu est utilisé aujourd’hui par des entreprises d’électricité dans le monde entier, notamment par Hydro-Québec, EDF et RTE.
« Cette chaire nous permet d’obtenir des moyens uniques pour faire avancer nos travaux de recherche dans le domaine de la simulation des transitoires dans les réseaux électriques de grandes dimensions », indique Pr Jean Mahseredjian. « Le soutien des partenaires industriels est un élément très motivant et permet à nos étudiants de réaliser des travaux fondés sur des problématiques et des données réelles. »
« L’implication du professeur Jean Mahseredjian, de son équipe et des partenaires au sein de la chaire industrielle de recherche aura un impact considérable sur l’avancement des connaissances et le perfectionnement des méthodes relatives à la simulation et l’analyse des phénomènes transitoires dans les réseaux électriques de grandes dimensions », déclare Christophe Guy, directeur général de Polytechnique Montréal. « Les percées qui seront réalisées grâce à la coopération des intervenants impliqués confirmeront le rôle de précurseur du Canada et du Québec dans ce domaine. »
« À titre de leader international dans le domaine des transitoires dans les réseaux électriques et grâce aux solides liens qu’il a établis avec l’industrie, M. Mahseredjian et son programme de chaire de recherche industrielle font passer les sciences et le génie de l’abstrait au concret », souligne Bettina Hamelin, vice-présidente, Direction des partenariats de recherche au Conseil national de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada. « Ses travaux apportent une contribution importante à la science fondamentale en mettant au point des outils de simulation de prochaine génération, tandis que ses partenaires se servent de ces outils sur le terrain. »
Une évolution avant-gardiste aux bénéfices appréciables
Les travaux de la chaire industrielle de recherche visent notamment l’établissement d’un environnement unifié de calcul en temps réel et en temps différé, par l’élimination des écarts entre les méthodes numériques. Également, ces travaux portent sur l’accélération des méthodes numériques, la précision des modèles mathématiques, l’adaptation des opérations en fonction des changements qui surviennent dans les réseaux de transport d’électricité et l’automation du processus de détection des problèmes potentiels. De plus, la chaire s’intéresse à l’application de nouvelles méthodes de calcul haute performance dans des environnements de données massives.
Grâce à ces initiatives, les opérateurs de réseaux de transport d’électricité pourront mieux prévoir les perturbations, tout comme améliorer la performance, la fiabilité et la qualité de service des réseaux. Également, ces opérateurs pourront utiliser de façon sophistiquée des modèles de simulation d’infrastructure et d’équipement lors de la conception de réseaux plus robustes, particulièrement pour l’intégration de sources d’énergie renouvelable comme les parcs d’éoliennes et les centrales solaires photovoltaïques.
« Avec cette chaire, la priorité pour Hydro-Québec est de contribuer à établir une nouvelle génération de méthodes numériques et de modèles mathématiques pour l’obtention d’une simulation hautement précise et performante des grands réseaux électriques. Cela va permettre à l’entreprise de faire face à l’accroissement des intermittences et des fluctuations dans les réseaux électriques, un aspect capital à la performance et à la fiabilité des réseaux », déclare Jérôme Gosset, directeur principal de l’Institut de recherche d'Hydro-Québec.
« Afin de répondre aux défis technologiques et sociétaux des prochaines décennies dans les réseaux de transport d'électricité, des activités de recherche ambitieuses sont requises », indique David Landier, chef du département Postes au Centre National d'Expertise Réseaux de Réseau de transport d’électricité. « Dans ce contexte, la chaire industrielle de Polytechnique en simulation des transitoires dans les réseaux électriques va contribuer de manière décisive à l'élaboration d'outils de simulation plus précis et plus performants. »
Un milieu de formation de spécialistes en transitoires
Par ailleurs, la chaire industrielle de recherche à Polytechnique Montréal constitue une véritable turbine pour la formation d’étudiants et de chercheurs de pointe qui, éventuellement, contribueront aux travaux chez les opérateurs de réseaux de transport d’électricité et les entreprises de recherche et développement qui œuvrent dans le domaine. Six étudiants à la maîtrise, neuf étudiants au doctorat et quatre étudiants au postdoctorat bénéficient de l’encadrement de deux associés de recherche et de plusieurs professeurs de Polytechnique Montréal ainsi que du soutien des partenaires institutionnels et industriels lors de la réalisation de travaux fondés sur des problématiques et des données réelles.
« Cette chaire industrielle est un outil essentiel au développement technologique et de la main-d’œuvre spécialisée dans la simulation et les études de réseaux nécessaires au développement de produits industriels, à l’optimisation des réseaux et à l’intégration des systèmes d’énergie renouvelable », indique Jean Bélanger, président d’OPAL-RT Technologies, une entreprise de Montréal qui développe et commercialise des simulateurs en temps réel utilisés dans les marchés de l’automobile, de l’aviation, des systèmes industriels et des réseaux électriques.
La Chaire industrielle de recherche CRSNG/Hydro-Québec/RTE/EDF/OPAL-RT en simulation multiéchelle de temps des transitoires dans les réseaux électriques de grandes dimensions contribuera à maintenir le Canada et le Québec à l’avant-garde en matière des méthodes de simulation numérique des phénomènes transitoires dans les infrastructures de transport d’électricité. De la sorte, les opérateurs de réseaux pourront maintenir la desserte de leurs marchés nationaux et extérieurs, tout comme les fournisseurs de solutions et les sociétés de service-conseil pourront mieux concevoir les réseaux de transport d’électricité de demain.
De gauche à droite : Bettina Hamelin, vice-présidente, Direction des partenariats de recherche au CRSNG; Jérôme Gosset, directeur principal de l’Institut de recherche d'Hydro-Québec; Michèle Thibodeau-DeGuire, principale et présidente du Conseil d’administration de Polytechnique Montréal; Christophe Guy, directeur général de Polytechnique Montréal; Jean Mahseredjian, directeur de la chaire industrielle de recherche et professeur titulaire au Département de génie électrique de Polytechnique Montréal; Stefan Sterpu, chef de groupe - Code Modélisation transitoire et électromagnétisme de EDF; François Bertrand, directeur de la recherche, de l’innovation et des affaires internationales de Polytechnique Montréal; David Landier, chef du département Postes au Centre National d’Expertise Réseau de RTE; Jean Bélanger, président d'OPAL-RT Technologies.
Le professeur Jean Mahseredjian et des étudiants dans le laboratoire de la Chaire industrielle de recherche CRSNG/Hydro-Québec/RTE/EDF/OPAL-RT en simulation multiéchelle de temps des transitoires dans les réseaux électriques de grandes dimensions.
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Fiche d'expertise du professeur Jean Mahseredjian
