1. Contexte, problématique.

Dans les applications photovoltaïques exposées à des ombrages dynamiques (intégration au bâti BIPV, véhicules électriques VIPV, PV urbain), les ombrages partiels entraînent des chutes spectaculaires de puissance et l'apparition de points chauds dégradant les cellules.

Le projet ANR MODULAR propose une approche innovante : reconfigurer en temps réel les connexions entre les cellules au sein même du module à l'aide d'associations d’interrupteurs actifs connectés en série et/ou en parallèle. Cependant, pour que cette technologie soit viable, l'unité de décision embarquée doit être extrêmement sobre (consommation de la puissance produite) et capable d'exécuter un algorithme de décision rapide à partir de mesures électriques partielles.

2. Objectifs du stage / projet.

L'objectif de ce stage de fin d’étude préparatoire à une thèse déjà financée est d'établir le jumeau numérique simplifié d'un sous-module reconfigurable et d'évaluer la faisabilité algorithmique sur une cible embarquée basse consommation. Le/la stagiaire aura pour missions principales :

1. Modélisation du module PV reconfigurable : Développer un modèle de simulation (Matlab/Simulink ou Python) intégrant une matrice de cellules PV avec interrupteurs de reconfiguration (modèles d'interrupteurs idéaux puis réels).
2. Développement d'un algorithme d'optimisation sobre : Proposer et tester un algorithme sous contrainte de complexité calculatoire réduites (ex: algorithme glouton, recherche basée sur les événements, ou tables de décision) permettant d'associer au mieux les cellules en fonction du profil d'éclairement.
3. Estimation de la puissance produite et du bilan énergétique : Comparer les gains d'énergie apportés par la reconfiguration par rapport aux architectures classiques à diodes de dérivation (bypass).
4. Prototypage algorithmique sur cible embarquée (Proof of Concept) : Implémenter l'algorithme retenu en C/C++ sur un microcontrôleur Ultra-Low-Power et mesurer son temps d'exécution ainsi que sa consommation électrique réelle.

1. Travail demandé et découpage indicatif (5-6 mois).

- Mois 1 : État de l'art & Spécifications

- Mois 2 : Modélisation et Simulation

- Mois 3 : Algorithmique de Reconfiguration

- Mois 4-5 : Implémentation Embarquée & Mesures

- Mois 6 : Synthèse et Rédaction

1. Livrables attendus.

• Un modèle de simulation Simulink/Python paramétrable du module PV reconfigurable.
• Le code source en C/C++ de l'algorithme de décision optimisé pour microcontrôleur low-power.
• Un rapport de comparaison énergétique (gains bruts vs coût énergétique de la décision).

5. Profil du candidat recherché.

• Formation : Étudiant(e) en M2 Recherche ou 3ème année d'école d'ingénieur en Génie Électrique, Électronique, Systèmes Embarqués ou Automatique souhaitant poursuivre en thèse sur le même sujet
• Compétences souhaitées :
  • Bases en génie électrique – Connaissances sur les systèmes photovoltaïques
  • Maîtrise de Matlab/Simulink ou Python.
  • Programmation C/C++ pour microcontrôleurs embarqués.
  • Appétence pour le travail pluridisciplinaire (Électronique de puissance + Informatique industrielle / Automatique).