UMA Home page for Pierre Carpentier
Research activities (sorry, only french text)
Arrivé en 1999 après de nombreuses années passées au Centre Automatique et Systèmes de l'École des Mines de Paris, je suis enseignant-chercheur dans le groupe Optimisation et Commande de l'Unité de Mathématiques Appliquées de l'ENSTA. Je suis également membre extérieur de l'équipe Optimisation et Systèmes SOWG du Centre d'Enseignement et de Recherche en Mathématiques et Calcul Scientifique de l'École des Ponts, équipe avec laquelle j'effectue une grande partie de ma recherche.
Mes activités de recherche portent essentiellement sur l'optimisation stochastique, et plus spécifiquement sur la commande optimale stochastique en temps discret, avec un intérêt particulier pour les méthodes numériques et pour les problèmes issus de la gestion de l'énergie. Mes recherches portent surtout sur les points suivants :
- discrétisation en optimisation stochastique : la spécificité de l'approche est de modéliser explicitement la structure d'information du problème et de lui appliquer des techniques de discrétisation adaptées ;
- optimisation des grands systèmes stochastiques : le but est de développer des outils théoriques et des méthodes numériques permettant d'obtenir des stratégies de commande pour des systèmes dynamiques stochastiques de grande taille, en adaptant au cadre stochastique les techniques de décomposition et coordination ;
- modélisation du risque et consistance dynamique : on s'intéresse à la prise en compte de contraintes de risque (contraintes en probabilité, par exemple), à ses conséquences sur la consistance dynamique et aux liens avec la notion d'état et la programmation dynamique.
Je suis membre du Comité de Direction du Programme Gaspard Monge pour l'Optimisation et le recherche opérationnelle PGMO.
Principaux contrats institutionnels.
- Projet PGMO "Décomposition-coordination en commande optimale stochastique" (2012-2013).
- Projet PGMO "Décomposition-coordination pour les smart grids" (2013-2016).
- Projet FUI-16 "SunHydrO" (2013-2016).
Principaux contrats industriels.
- Contrats EDF R&D : 3 encadrements de thèse entre 2004 et 2013.
- Contrat Thales Alenia Space "Trajectoires interplanétaires robustes" (2008-2010).
- Contrat Conseil Français de l'Energie "Méthodes d'optimisation pour les réseaux intelligents" (2012-2013).
- Contrat Sun'R Smart Energy "Agrégation de centrales EnR et d’actifs de stockage sur le marché de l’énergie" (2014-2018).
Encadrement de thèse.
- Cyrille Strugarek (co-encadrement avec Agnès Sulem), thèse soutenue en 2006.
- Pierre Girardeau (co-encadrement avec Guy Cohen), thèse soutenue en 2010.
- Jean-Christophe Alais (co-encadrement avec Michel De Lara), thèse soutenue en 2013.
- Vincent Leclère (co-encadrement avec Michel De Lara), thèse soutenue en 2014.
- François Pacaud (co-encadrement avec Michel De Lara), thèse soutenue en 2018.
Teaching activities (sorry, only french text)
A l'ENSTA Paris, je suis responsable du parcours de 3ème année
Sciences de l'optimisation et des données (SOD),
ainsi que d'un des blocs d'enseignement la constituant :
Dans ce dernier bloc, j'enseigne le cours SOD313 : Optimisation des grands systèmes. Je suis aussi responsable du cours de 1ère année MO102 : Introduction à Matlab.
Dans le cadre de l'Université Paris-Saclay, je suis membre du comité de direction du parcours de M2 Optimization de la mention de master Mathématiques et Applications de cette université. J'y enseigne le cours Stochastic Optimization.
J'ai enseigné dans l'école d'été CEA-EDF-INRIA Stochastic Optimization à Cadarache en juin 2012, et j'ai co-organisé l'école CIRM Stochastic Control for the Management of Renewable Energies à Luminy en avril 2013. J'ai co-organisé la SESO 2016 Winter School - Numerical Methods for Multistage Stochastic Optimization: Application to Energy Storage Management. J'ai participé en 2017 à l'UTFSM de Valparaiso au cours Stochastic and Dynamic Optimization - Optimal Energy Storage and Allocation. Enfin, j'ai co-organisé en novembre 2019 au CIRM le Interface Course 2019 on Stochastic Optimization for Large-Scale Systems.
Other activities (sorry, only french text)
J'ai été responsable du groupe "Optimisation et Commande" jusqu'en 2021, et j'ai été jusqu'en 2018 responsable-adjoint de l'Unité de Mathématiques Appliquées de l'ENSTA Paris. Je suis à la retraite depuis le mois d'octobre 2021.
Publications
Papers in peer-reviewed journals
Submitted
- A Two-Timescale Decision-Hazard-Decision Formulation for Prospective Studies in Energy Systems Under Uncertainty
, , , , and
submitted - Contributions on complexity bounds for Deterministic Partially Observed Markov Decision Process
, , , and
submitted
- Decomposition Methods for Monotone Two-Time-Scale Stochastic Optimization Problems
, , and
submitted - Differentiability and Regularization of Parametric Convex Value Functions in Stochastic Multistage Optimization
, , and
submitted - Time Consistency for Multistage Stochastic Optimization Problems under Constraints in Expectation
, and
submitted
2023
- Time Blocks Decomposition of Multistage Stochastic Optimization Problems
, , , and
Journal of Convex Analysis, 2023 
2022
- A Decomposition Method by Interaction Prediction for the Optimization of Maintenance Scheduling
, , and
Annals of Operations Research, 2022
- Multistage Optimization of a Petroleum Production System with Material Balance Model
, , , , and
Computers and Chemical Engineering, 2022 - Optimization of a domestic microgrid equipped with solar panel and battery: Model Predictive Control and Stochastic Dual Dynamic Programming approaches
, , and
Energy Systems, jan, 2022 - The stochastic Auxiliary Problem Principle in Banach spaces: measurability and convergence
, , and
SIAM Journal on Optimization, 2022
2021
- Distributed Multistage Optimization of Large-Scale Microgrids under Stochasticity
, , and
IEEE Transactions on Power Systems, jun, 2021 - EMSx: an Energy Management System numerical benchmark
, , and
Energy Systems, jan, 2021
2020
- Exact converging bounds for Stochastic Dual Dynamic Programming via Fenchel duality
, , , and
SIAM Journal on Optimization, vol. 30, pp. 1223-1250, 2020 - Mixed Spatial and Temporal Decompositions for Large-Scale Multistage Stochastic Optimization Problems
, , and
Journal of Optimization Theory and Applications, aug, 2020
2019
- Stochastic Optimization of Braking Energy Storage and Ventilation in a Subway Station
, , , and
IEEE Transactions on Power Systems, vol. 34, pp. 1256-1263, mar, 2019
2018
- Stochastic decomposition applied to large-scale hydro valleys management
, , and
European Journal of Operational Research, 2018
2015
- Multi-usage hydropower single dam management: chance-constrained optimization ans stochastic viability
, and
Energy Systems, nov, 2015
2013
- Particle Methods for Stochastic Optimal Control Problems
, and
Computational Optimization and Applications, vol. 56 (3), pp. 635-674, 2013
2012
- Dynamic consistency for Stochastic Optimal Control problems
, , , and
Annals of Operations Research, vol. 200, pp. 247-263, 2012
2010
- Decomposition of large-scale stochastic optimal control problems
, and
RAIRO Operations Research, vol. 44, pp. 167-183, jul, 2010
2009
- Approximations of Stochastic Optimization Problems Subject to Measurability Constraints
, and
SIAM Journal on Optimization, vol. 19(4), pp. 1719-1734, jan, 2009
2006
- Dual effect free stochastic controls
, , , , and
Annals of Operations Research, vol. 142, pp. 41-62, feb, 2006
Books
2017
- Décomposition-coordination en optimisation déterministe et stochastique
et
vol. 81, Springer, 2017
2015
- Stochastic Multi-Stage Optimization. At the Crossroads between Discrete Time Stochastic Control and Stochastic Programming
, , and
Springer, jun, 2015
International conference with proceedings
2012
- Decomposition-Coordination Method for the Management of a Chain of Dams
, and
CLAIO/SBPO Conference, Rio de Janeiro, sep, 2012
Conferences without proceedings
2020
- EMSx: an Energy Management System numerical benchmark
, , and
SMAI-MODE 2020, mar, 2020
2019
- A Decomposition Method by Component for the Optimization of Maintenance Scheduling
, , and
PGMO Days 2019, dec, 2019 - An Overview of Decomposition/Coordination Methods for Multistage Stochastic Optimization Problems
, and
BIRS-CMO Workshop 19w5091, 22-27 September 2019, sep, 2019 - Mixing Dynamic Programming and Spatial Decomposition Methods
, , and
BIRS-CMO Workshop 19w5091, 22-27 September 2019, sep, 2019 - Mixing Dynamic Programming and Spatial Decomposition Methods - Application to the decentralized management of urban microgrids
, , and
XV International Conference on Stochastic Programming ICSP XV - Trondheim, July 29 - August 2, 2019, jul, 2019 - Mixing Time Blocks and Price/Resource Decomposition Methods - Application to Long Term Battery Management
, , and
BIRS-CMO Workshop 19w5091, 22-27 September 2019, sep, 2019
2018
- Decomposition/Coordination Methods for Multistage Stochastic Optimization Problems
, , and
PGMO Days 2018, France, nov, 2018 - Exact and converging bounds for SDDP
, , , and
XV Conference on Computational Management Science - CMS 2018, Norway, may, 2018 - Mixing Dynamic Programming and Spatial Decomposition Methods
, , and
PGMO Days 2018, France, nov, 2018
2017
- Optimization of Energy Production and Transport - Approaches by Decomposition under Stochasticity
, , and
Variational Analysis and Applications for Modelling of Energy Exchange - VAME 2017, Perpignan, 2017 - Two time scales stochastic dynamic optimization
, , and
PGMO Days 2017, France, nov, 2017
2016
- Dual Approximate Dynamic Programming for Large-Scale Hydro Valleys
and
XIV International Conference on Stochastic Programming - ICSP 2016, Búzios, Brazil, 2016
2015
- Decentralized Energy Management: Two Examples
SESO 2015 International Thematic Week, France, jun, 2015 - Dual Approximate Dynamic Programming for Large Scale Hydro Valleys
and
PGMO Days 2015, France, oct, 2015
2014
- Chance-constrained optimal management of a hydropower dam
PGMO-COPI'14, France, oct, 2014 - Decomposition/coordination applied to stochastic optimal control problems. Practical aspects and theoretical questions
Séminaire Parisien d'Optimisation, jun, 2014 - Spatial Decomposition/Coordination Methods for Stochastic Optimal Control Problems
, , and
CMM Workshop "Optimization meets General equilibrium theory", Santiago, Chile, dec, 2014
2013
- Variational approach to SOC problems
and
International Conference on Stochastic Programming, 8-12 July 2013, Bergamo, Italy, jul, 2013
2011
- Optimal control under probability constraint
, and
25th IFIP TC7 Conference, sep, 2011
2010
- Consistance dynamique en optimisation stochastique en temps discret
, , , et
MODE 2010 : Conférence de la SMAI sur l'optimisation et la décision, mar 2010 - Dynamical Consistency for Stochastic Optimal Control Problems
, , , and
12th International Conference on Stochastic Programming, aug, 2010
2009
- A Comparison of Sample-based Stochastic Optimal Control Methods for Power System Management
, and
20th International Symposium on Mathematical Programming (ISMP), Chicago, USA, aug, 2009 [ ]
2008
- Decomposition techniques for stochastic optimal control problems
and
Conference on Optimization and Practices in Industry, 26-28 Nov. 2008, EDF R&D, Clamart, France, nov, 2008 [ ] - Optimisation under probability constraints: an approach via quantiles
, and
Conference on Optimization and Practices in Industry, 26-28 Nov. 2008, EDF R&D, Clamart, France, nov, 2008 - Robust approach for aerospatial optimal control problems
, and
Conference on Optimization and Practices in Industry, 26-28 Nov. 2008, EDF R&D, Clamart, France, nov, 2008
2006
- Convergence of approximations of stochastic optimization problems subject to measurability constraints.
and
International Conference on Mathematics of Optimization and Decision Making, April 18-21, 2006, Pointe-à-Pitre, Guadeloupe, may, 2006
2005
- Décomposition/coordination en optimisation : du cas déterministe au cas stochastique.
et
Séminaire ETCA-ENSTA, nov 2005
2003
- Méthodes de décomposition en optimisation stochastique.
et
Conférence EDF "Le printemps de la recherche", mai 2003
Research reports
2014
- Optimization Methods for the Smart Grid
, , and
Report commissioned by Conseil Français de l'Energie, oct, 2014
2003
- Projet APOGEE : Optimisation des achats et ventes de gaz
Rapport GDF, oct 2003
2002
- Optimisation des mouvements de gaz sur les stockages
Rapport GDF, jan 2002
Preprints
2019
- Upper and Lower Bounds for Large Scale Multistage Stochastic Optimization Problems: Application to Microgrid Management
, , and
dec, 2019
- Upper and Lower Bounds for Large Scale Multistage Stochastic Optimization Problems: Decomposition Methods
, , and
dec, 2019
2010
- Price decomposition in large-scale stochastic optimal control
, and
dec, 2010
Other publication
2004
- L'optimisation et la recherche opérationnelle à l'ENSTA
Revue de l'Amicale du Génie Maritime et des ingénieurs ENSTA, vol. 67, jun 2004