22 juin 2026 2026-06-22
Pour obtenir le grade de docteure de l’Ecole Nationale Supérieure d’Arts et Métiers
Spécialité : Génie électrique
La soutenance sera diffusée en direct sur la chaîne YouTube d’ESTIA :https://youtube.com/live/Wi_sJjyI5Zg
Title :
Use of hydrogen from marine renewable energy for the joint supply of electrically isolated islands and e-mobility ships (ENEZ-H2)
Sujet :
Utilisation de l'hydrogène issu d'énergie renouvelable marine pour l'alimentation conjointe d'îles électriquement isolées et des navires desservant ces îles (ENEZ-H2)
Jury :
M. Tuan Quoc TRAN _ Prof. HDR, Université Paris-Saclay _ Rapporteur
M. Yassine AMIRAT _ Prof. HDR, Institut supérieur de l'électronique et du numérique _ Rapporteur
M. Nicolas PERRY _ Prof. HDR, École nationale supérieure d'Arts et Métiers _ Examinateur
M. Damien GUILBERT _ Prof. HDR, Université du Havre _ Examinateur
M. Gelo GURGIATU _ MCF, Université Dunărea de Jos, Roumanie _ Examinateur
M. J-Frédéric CHARPENTIER _ Prof. HDR, ENSAM et École Navale _ Co-directeur
M. Ionel VECHIU _ Prof. HDR, ESTIA Institute of Technology _ Co-directeur
M. Ignacio HERNANDO GIL _ Enseignant-chercheur, ESTIA Institute of Technology _ Encadrant
Résumé
Les zones non interconnectées (ZNI) insulaires font face à des défis énergétiques majeurs liés à leur dépendance aux combustibles fossiles, à l’intégration des énergies renouvelables intermittentes et à la décarbonation du transport maritime. Dans ce contexte, cette thèse étudie l’utilisation de l’hydrogène comme vecteur énergétique permettant de créer un lien entre la production renouvelable locale, le stockage d’énergie et les besoins de mobilité maritime. Les travaux s’appuient sur le cas d’étude de l’île d’Ouessant et de sa desserte maritime. Une méthodologie de modélisation et d’évaluation d’un système énergétique intégré île et navire a été développée, intégrant les ressources renouvelables (éolien, hydrolien et photovoltaïque), les systèmes de stockage batterie et hydrogène, ainsi que quartres différentes architectures de propulsion navale. Une stratégie de gestion de l’énergie basée sur la logique floue a également été proposée et optimisée à l’aide de l’algorithme de recherche gravitationnelle. Les résultats montrent que l’intégration de l’hydrogène au sein du microréseau permet d’améliorer la part des énergies renouvelables et de réduire le recours aux générateurs diesel, tout en garantissant la continuité de l’alimentation électrique. Les travaux mettent également en évidence l’intérêt du concept Boat-to-Grid (B2G) pour renforcer les synergies entre les systèmes énergétiques insulaires et la mobilité maritime.
Abstract
Non-interconnected island regions face major energy challenges related to their dependence on fossil fuels, the integration of intermittent renewable energy sources, and the decarbonization of maritime transport. In this context, this thesis studies the use of hydrogen as an energy vector connecting local renewable energy production, energy storage, and maritime mobility needs. This study is based on a case study of Ushant Island and its maritime transport service. A methodology for modeling and evaluating an integrated island & vessel energy system was developed, incorporating renewable energy sources (wind, tidal, and solar), battery and hydrogen storage systems, and four different ship propulsion architectures. An energy management strategy based on fuzzy logic was also proposed and optimized using the gravitational search algorithm (GSA). The results show that integrating hydrogen into the microgrid improves the utilization of renewable energy, reduces reliance on diesel generators and the associated emissions, while ensuring system reliability. The study also highlights the potential of the “Boat-to-Grid” (B2G) concept to reinforce interactions between island microgrids and maritime mobility.
Mots-clés
Systèmes énergétiques insulaires et portuaires intégrés ; énergies marines renouvelables ; hydrogène ; pile à combustible ; mobilité maritime ; micro-réseaux ; stockage d'énergie ; zones non interconnectées maritimes ; navires hybrides ; contrôle optimal ; boat-to-grid.
Keywords
Integrated island and port energy systems; marine renewable energies; hydrogen; fuel cell; maritime mobility; micro-grid; energy storage; maritime non-interconnected zones; hybrid vessels; optimal control; boat-to-grid.
Laboratoires d’accueil
IRENav et ESTIA-Recherche
École doctorale
SMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur SMI-432 (ENSAM).
Remerciements
Ces travaux de recherche ont été co-financés par Brest Metropole et ESTIA.
