École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

✉ elearning@epiniger.edu.ne    🌐 epiniger.edu.ne

EPI e-Learning

L'école du nouveau monde · Plateforme e-Learning

Unité d’enseignement : Master GEEL · S1 · UE2 — Réseaux Intelligents et Distribution

  • Smart Grid et Gestion de l’Énergie

    Le cours SGE1202 — Smart Grid et Gestion de l’Énergie (3 crédits ; CM 18 h, TD 6 h, TP 6 h, TPE 30 h ; charge totale 60 h) prolonge les enseignements de Licence sur les réseaux intelligents et l’IoT. Il forme l’ingénieur GEEL à concevoir la « couche numérique » d’un réseau électrique : comptage évolué, supervision de la distribution, gestion des ressources distribuées, et surtout systèmes de gestion de l’énergie (EMS) capables d’optimiser en temps réel un mini-réseau PV + stockage + groupe diesel, cas typique de l’électrification rurale au Niger. Les méthodes d’optimisation (MILP, commande prédictive, apprentissage par renforcement) sont mises en œuvre en Python sur des données sahéliennes, et le cours se termine par une analyse critique de la situation en Afrique de l’Ouest (WAPP, comptage NIGELEC, mini-réseaux).

    Objectifs d’apprentissage

    • Concevoir l’architecture d’un système de gestion de l’énergie (EMS) pour micro-réseau intelligent.
    • Implémenter des algorithmes d’optimisation en temps réel pour l’équilibrage offre-demande.
    • Maîtriser les technologies de communication AMI et les protocoles standards des smart grids.
    • Analyser les modèles de marché de l’énergie et les mécanismes d’agrégation de flexibilité.

    Prérequis

    Réseaux Intelligents — Licence S5 (SGR5302) ; IoT et Réseaux de Capteurs (IOT5202). Des bases de Python (listes, boucles, fonctions) et de programmation linéaire sont recommandées.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Architecture Smart Grid
    2. Leçon 2 — Systèmes de Gestion de l’Énergie (EMS/BEMS)
    3. Leçon 3 — Optimisation de la Gestion d’Énergie
    4. Leçon 4 — Smart Grid en Afrique de l’Ouest

    Travaux pratiques

    • TP guidé (leçon 2) : stratégie de peak shaving et d’arbitrage tarifaire pour un atelier PV + BESS, simulation horaire sous Python/tableur.
    • TP guidé (leçon 3) : optimisation MILP de l’EMS d’un mini-réseau 500 kWc PV + 1 MWh BESS + groupe diesel (PuLP/CBC), puis variante par Q-learning.

    Modalités d’évaluation

    Contrôle continu + examen terminal : CC 40 % (comptes rendus de TP, TD notés, quiz en ligne), ET 60 % (épreuve écrite de synthèse). Nature : mixte (M).

    Bibliographie

    • Farhangi, H. (dir.), The Path of the Smart Grid, IEEE Press.
    • Kassakian, J. G. & Schmalensee, R. (dir.), The Future of the Electric Grid, MIT Press.
    • Momoh, J., Smart Grid: Fundamentals of Design and Analysis, Wiley-IEEE Press (complément).
    • Sutton, R. S. & Barto, A. G., Reinforcement Learning: An Introduction, MIT Press (complément, chapitre Q-learning).

  • Réseaux Électriques Avancés & Qualité

    Ce cours de Master 1 (semestre 1) forme aux méthodes d’étude des réseaux électriques modernes, marqués par l’arrivée massive des sources renouvelables à interface électronique. Il couvre le calcul des réseaux (load flow, courts-circuits, analyse modale), la stabilité de tension et transitoire avec EnR (inertie virtuelle, onduleurs grid-forming), la qualité de l’énergie (harmoniques, déséquilibre, flicker, filtrage) et les protections HTA/HTB (différentielles, distance, coordination, IEC 61850). Les exemples s’appuient sur le contexte nigérien : départs HTA 20/33 kV NIGELEC, lignes 132 kV, centrales PV raccordées aux réseaux régionaux, ateliers et bâtiments de Niamey.

    Objectifs d’apprentissage

    • Analyser la stabilité statique et dynamique des réseaux électriques avec forte pénétration EnR.
    • Maîtriser les méthodes de calcul des réseaux : Load Flow, court-circuit, analyse modale.
    • Appliquer les normes de qualité de l’énergie (EN 50160) et diagnostiquer les perturbations.
    • Concevoir les protections différentielles et de distance pour réseaux HTA et HTB.

    Prérequis

    Réseaux Électriques & Distribution (RED3201) ; Signaux & Systèmes Linéaires 2 (SSL4301).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Calcul Avancé des Réseaux
    2. Leçon 2 — Stabilité des Réseaux avec EnR
    3. Leçon 3 — Qualité de l’Énergie Électrique
    4. Leçon 4 — Protections des Réseaux

    Travaux pratiques

    • TP1 : Load Flow sur réseau HTA Niger (outil Python pandapower) (leçon 1).
    • TP2 : Simulation d’un court-circuit triphasé et sélectivité des protections (leçon 4).
    • TP3 : Analyse de qualité réseau sur données réelles (analyseur Fluke 435) (leçon 3).

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 22 h, TD 8 h, TP 10 h, TPE 40 h, soit 80 h de charge totale (CTT) — 4 crédits. Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TP, TD, quiz) et examen terminal 60 % ; nature mixte.

    Bibliographie

    • Glover, Sarma & Overbye, Power System Analysis and Design, Cengage.
    • Kundur, Power System Stability and Control, McGraw-Hill.
    • Arrillaga & Watson, Power System Harmonics, Wiley (complément).
    • Horowitz & Phadke, Power System Relaying, Wiley (complément).