Thèse soutenue

Dimensionnement et gestion d'un système hybride d'energie renouvelable pour l'alimentation d'un data center

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Auteur / Autrice : Maroua Haddad
Direction : Jean-Marc NicodMarie-Cécile Péra
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 28/11/2019
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Vinassa
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Nicod, Marie-Cécile Péra, Jean-Michel Vinassa, Laurent Lefèvre, Frédéric Wurtz, Jean-Marc Pierson, Robin Roche, Christophe Varnier
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Lefèvre, Frédéric Wurtz

Résumé

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Le secteur du numérique est récemment devenu un secteur majeur de la consommation d’électricité dans le monde, notamment avec l’avènement des data centers qui concentrent un très grand nombre de machines traitant des informations et fournissant des services. L’utilisation de sources d’énergie renouvelables sur site est un moyen prometteur de réduire l’impact écologique des data centers. Cependant, certaines énergies renouvelables comme les énergies solaire et éolienne sont intermittentes, étant liées aux conditions météorologiques. Étant donné qu’un centre de données doit maintenir une certaine qualité de service, l’utilisation efficace de ces sources nécessite l’utilisation de stockages. Cette thèse explore à la fois une méthode dimensionnement et une méthode de gestion optimale d’une infrastructure hybride d’énergie renouvelable, composée de panneaux photovoltaïques, d’éoliennes, de batteries et de système de stockage hydrogène.Une première contribution aborde le problème du dimensionnement de cette infrastructure électrique afin de répondre à la demande du data center. Un outil de dimensionnement est proposé, prenant en compte plusieurs métriques et fournissant trois configurations différentes. L’utilisateur choisit donc la configuration approprié, en fonction de son plan économique global de son écosystème H2. Une deuxième contribution étudie le problème de la gestion de l’énergie par programmation linéaire en nombres entiers. Un outil de gestion optimal est fourni pour trouver différents engagements optimaux des sources en fonction des objectifs de l’utilisateur. Les solutions obtenues sont ensuite discutées avec plusieurs métriques et avec différents horizons temporelles afin de trouver la meilleure solution pour répondre à la demande du data center. Enfin, une troisième contribution vise à prévoir évolution temporelle de l’ensoleillement et de la vitesse du vent à gros grain pour obtenir un dimensionnement plus précis à l’aide du modèle SARIMA.