Développement et adaptation d'algorithmes d'optimisation en temps réel dans les applications d'énergie renouvelable

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Avec la diminution éminente des réserves de pétrole, les sources d'énergie renouvelable deviennent de plus en plus nécessaires. Toutefois, une caractéristique de ces sources d'énergie est la variation de la puissance qu'elles fournissent selon différents facteurs environnants ou climatiques (radiations solaires, vitesse du vent, température,...). Ces types de systèmes sont des exemples concrets où les méthodes d'optimisation en temps réel peuvent être appliquées dans le but d'amener et de maintenir ces systèmes à leur point maximal de puissance et ce, en dépit de ces variations. Ces méthodes d'optimisation en temps réel peuvent être regroupée selon 2 approches : l'approche avec résolution numérique du problème d'optimisation à partir d'un modèle fondamental du procédé ou la commande extrémale où le gradient de la fonction objectif est estimé et commandé à zéro. Si l'approche avec résolution numérique est rapide à converger et offre une possibilité de prédiction, elle souffre d'un manque de précision. En contrepartie, la commande extrémale est plus précise, mais ne possède aucune capacité de prédiction et est lente à converger notamment pour les systèmes à plusieurs entrées. L'objectif à long terme de ce programme de recherche est de développer de nouvelles méthodes d'optimisation en temps réel précises, capables de prédiction et convergeant rapidement. Pour y arriver, 3 objectifs à court terme devront être rencontrés. Le premier est de développer des méthodes de commande extrémale offrant une convergence rapide pour des systèmes à multiples entrées et ce, sans détérioration de la précision. Le second est le développement de méthodes d'optimisation en temps réel sans modèle fondamental offrant une capacité d'anticipation de perturbations futures afin de converger vers une solution optimale précise. Finalement, le dernier objectif à court terme est d'appliquer les méthodes développées à des projets pilotes ou expérimentaux d'énergie renouvelable pour valider les performances prédites. La méthodologie de recherche sera basée sur une analyse mathématique rigoureuse et les résultats seront validés sur des montages expérimentaux de piles à combustible microbiennes et de conversion d'énergie éolienne.