Electric vehicle charging scheduling problems : complexity and solution approaches

Gestion optimisée de la charge de flotte de véhicules électriques Il est incontestable que les émissions de gaz à effet de serre sont les principales responsables du réchauffement climatique. Selon Our World Data, le transport routier contribuait à 11,9 % de ces émissions en 2020 et 60 % de cette contribution proviennent des déplacements en voiture, moto et bus. Par conséquent, l'électrification du secteur du transport routier devient une solution clé pour réduire efficacement les émissions et favoriser l’adoption des énergies propres, d'où la popularité des véhicules électriques. Aujourd'hui, posséder un véhicule électrique présente de nombreux avantages écologiques et économiques. Plusieurs gouvernements ont mis en place différentes aides financières afin de favoriser l'acquisition des véhicules électriques. De plus, il n’existe pas de restrictions de circulation pour les véhicules électriques dans les zones à faibles émissions, qui d’ailleurs, deviennent de plus en plus nombreuses dans les agglomérations.En outre, avec les progrès technologiques, les véhicules électriques deviennent de plus en plus attrayants. Aujourd’hui, la diversité des modèles de véhicules électriques s’est largement densifiée laissant à l’acheteur un panel de sélection élargi. Ces modèles ont une meilleure autonomie et des performances accrues. Pour ces raisons, les ventes de véhicules électriques continuent de battre des records année après année. Selon l'Agence internationale de l'énergie (IAE), le nombre de véhicules électriques immatriculés a atteint 16,5 millions en 2021, soit deux fois plus qu'en 2019. Cependant, la recharge d'un véhicule électrique est chronophage et nécessite une immense quantité d’énergie électrique. Par conséquent, l'adoption de ces véhicules à grande échelle augmentera considérablement le nombre de demandes de recharge, ce qui entraînera la saturation des stations de recharge, de longues files d'attente et une mauvaise qualité de service. En outre, la charge supplémentaire créée par ces demandes aura de nombreux effets néfastes sur le réseau électrique. On estime qu'une recharge non pilotée à grande échelle dans les pays européens augmenterait le pic de consommation électrique de 35 à 51%. Pour éviter tous ces impacts négatifs, la planification et l’ordonnancement de la recharge devient cruciale. D’ailleurs, le but de cette thèse est de répondre à des problématiques liées à l'ordonnancement de la recharge de véhicules électriques dans une seule station de recharge. Tout d'abord, un aperçu sur la technologie des véhicules électriques et une revue des études sur les problèmes d'ordonnancement de la recharge de ces derniers sont fournis. Ces études sont classées en fonction des différentes fonctions objectives, des contraintes, des hypothèses et des méthodes de résolution. Ensuite, nous avons commencé par étudier le problème d'ordonnancement de la recharge des véhicules électriques avec des bornes fournissant des puissances constantes mais qui peuvent être préemptives. Chaque borne de recharge est installée dans un espace de stationnement et possède un seul connecteur où un véhicule peut être branché pour être rechargé. Nous nous intéressons à la recherche du nombre minimum de bornes de recharge nécessaires pour garer un ensemble de véhicules électriques depuis leurs arrivées jusqu'à leurs départs. Ensuite, nous abordons le problème de la minimisation de la capacité du réseau électrique nécessaire pour satisfaire les demandes de recharge de ces véhicules. Ces deux problèmes sont des problèmes tactiques où l’objectif est de trouver la quantité minimum de ressources (bornes de recharge, puissance, capacité de réseau) requises pour satisfaire un ensemble de demandes de recharge. Ils sont étudiés dans le cas où les bornes de recharge installées sont identiques ou non-identiques. [...]