Thèse Formalisation Événementielle des Trajectoires de Dégradation dans les Systèmes Photovoltaïques Vers un Diagnostic Explicable H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Perpignan Via Domitia École doctorale : Energie et Environnement Laboratoire de recherche : PROcédés, Matériaux et Energie Solaire Direction de la thèse : Stéphane GRIEU ORCID 0000000220003001 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 Les systèmes photovoltaïques modernes génèrent des signaux électriques continus (courant, tension, puissance) dont l'analyse est à la base des méthodes de diagnostic. Ces approches reposent majoritairement sur l'extraction de caractéristiques et l'utilisation des méthodes d'apprentissage automatique ou statistique. Si elles ont démontré leur efficacité dans de nombreux contextes, elles restent fondées sur une représentation implicite du système, qui ne permet pas de décrire explicitement la dynamique des phénomènes de dégradation.
En conditions réelles d'exploitation, la dégradation des systèmes photovoltaïques est progressive, dépendante du contexte opérationnel et souvent faiblement observable. Elle ne correspond pas à un état statique, mais à un processus dynamique caractérisé par des successions d'événements, des transitions, des répétitions et des interactions entre sous-systèmes. Les approches classiques fondées sur des descripteurs de signaux ne permettent pas de représenter les dépendances temporelles entre événements, de capturer les relations de causalité et de décrire les trajectoires d'évolution du système.
Le verrou scientifique principal réside ainsi dans l'absence d'un cadre de représentation adapté permettant de décrire la dégradation comme un phénomène dynamique structuré. Cette limite ne relève pas uniquement des performances des méthodes existantes, mais d'un problème plus fondamental de formalisation.
L'objectif de cette thèse est le développement d'un cadre méthodologique pour la formalisation événementielle des trajectoires de dégradation dans les systèmes photovoltaïques. Il s'agit d'opérer un changement de représentation, en passant d'une description continue des signaux à une description structurée en séquences d'événements. Cette approche vise à rendre explicite la dynamique du système à travers des représentations discrètes, interprétables et adaptées à l'analyse des processus d'évolution. Les variations caractéristiques des signaux (ruptures, dérives, changements de régime) seront transformées en alarmes opérationnelles, constituant un alphabet d'événements. Ces séquences d'événements seront ensuite modélisées à l'aide de formalismes issus des systèmes à événements discrets (automates, réseaux de Petri, chroniques, V-nets), afin de représenter explicitement les dépendances temporelles, les phénomènes de répétition et les interactions entre sous-systèmes.
L'enjeu dépasse la simple détection des défauts. Il s'agit de caractériser les trajectoires de dégradation elles-mêmes, en identifiant des motifs temporels, des variations infra-phénomènes et des modes d'évolution distincts pour un même type de défaut. Par exemple, un phénomène d'ombrage ou un défaut de type string-to-string mismatch peut donner lieu à des séquences d'événements différentes selon les conditions d'exploitation, révélant ainsi une information supplémentaire sur les mécanismes sous-jacents.
Les travaux visent ainsi à définir un nouveau cadre de représentation et d'analyse de la dégradation, permettant de mieux comprendre les mécanismes en jeu et d'ouvrir de nouvelles perspectives pour le diagnostic explicable et la maintenance prédictive des systèmes photovoltaïques. Le diagnostic des systèmes photovoltaïques repose principalement sur l'analyse de signaux électriques (courant, tension, puissance) ainsi que sur des approches instrumentées et d'imagerie. Bien que ces méthodes aient démontré leur efficacité pour la détection et la localisation de défauts, elles restent limitées pour décrire la dynamique des phénomènes de dégradation, en particulier en conditions réelles d'exploitation.
Ces approches reposent en grande majorité sur des représentations continues des signaux, traitées comme des objets globaux ou segmentés à partir desquels sont extraits des descripteurs. Ce cadre de représentation ne permet pas de modéliser explicitement la structure temporelle des événements, ni de rendre compte des trajectoires d'évolution du système, des relations de causalité ou des phénomènes de répétition.
Parallèlement, des formalismes issus des systèmes à événements discrets ont été développés dans d'autres domaines pour représenter des dynamiques complexes à partir de séquences d'événements. Ces approches permettent de modéliser explicitement des dépendances temporelles, des interactions et des structures séquentielles. Toutefois, leur utilisation pour l'analyse des trajectoires de dégradation dans les systèmes photovoltaïques, et plus largement pour la formalisation de la dégradation comme phénomène dynamique structuré, reste largement inexplorée.
Ce projet se situe ainsi à l'interface entre traitement du signal, intelligence artificielle et systèmes à événements discrets, avec pour ambition de lever ce verrou scientifique en proposant un nouveau cadre de représentation événementielle de la dégradation.

Le candidat devra être titulaire d'un Master 2 en génie électrique, automatique, intelligence artificielle ou mathématiques appliquées. Il devra posséder de solides bases en traitement du signal, analyse de séries temporelles et/ou apprentissage automatique. Des connaissances en systèmes à événements discrets constitueraient un atout. Maîtrise de Python et/ou Matlab requise. Autonomie, rigueur scientifique et capacité à évoluer dans un contexte interdisciplinaire attendues.