Cette thèse présente une architecture de réseau Smartgrid AC et DC dans lesquels se trouvent des sources renouvelables et des systèmes de stockage d'énergie. Les blocs permettant de les interconnecter sont des systèmes de conversion génériques basés sur une structure de type multi port active-bridge (MAB). Ce manuscrit commence par une introduction de l'architecture globale et de ses caractéristiques. Les possibilités de « Clustérisassions » pour améliorer la flexibilité, le rendement et la fiabilité au niveau système sont examinées dans le premier chapitre. Des simulations sont utilisées pour montrer que cette approche, associée à une stratégie d'optimisation globale basée sur des modèles de convertisseurs, sont capables d'améliorer l'efficacité globale du système. La structure MAB, en tant que bloc central du convertisseur cluster, est le sujet d'une grande partie de cette thèse.Le deuxième chapitre commence par une comparaison de la topologie MAB avec d'autres topologies, et discute des avantages des convertisseurs MAB dans un cluster de convertisseurs. Un convertisseur MAB peut échanger simultanément de l'énergie entre toutes les sources et charges dans les deux directions, tout en assurant une isolation galvanique entre elles. Sa topologie évolutive et symétrique permet des algorithmes d'optimisation structurés et modulaires pour la modélisation, la conception et le contrôle. Différents modèles de convertisseurs MAB et différentes méthodes de contrôle de la puissance sont proposés. En outre, une procédure de conception pour les convertisseurs MAB est présentée.Le troisième chapitre poursuit les discussions sur les convertisseurs MAB. Il commence par étudier les différents types de pertes dans ces convertisseurs et propose des modèles de pertes pour différentes applications. Les risques de saturation dans le circuit magnétique du transformateur sont expliqués. Les origines des courants continus dans les enroulements des transformateurs, qui provoquent la saturation, sont étudiées et des solutions sont présentées. Un dispositif innovant est proposé pour la mesure des courants continus ainsi qu'une validation expérimentale. Différentes modulations de tension pour gérer les variations de tension du sources d’entrée continues en entrée du MAB qui peuvent se produire du fait des caractéristiques des sources/charges connectées, sont introduites et comparées, en utilisant le modèle de perte.Un prototype de convertisseur MAB 4×2 kW à quatre ports a été conçu et construit dans le G2Elab. Il a été utilisé pour la mise en œuvre et la validation des modèles et des schémas de contrôle qui ont été proposés dans le cadre de ce travail. En outre, une solution « Hardware-in-the-Loop » (HIL) a été utilisée afin de valider les lois de contrôle et leur implémentation dans le contrôleur avant de le connecter à la structure de conversion finale. Différents scénarios et points de fonctionnement ont été testés sur le prototype, en comparant les modèles théoriques, les prédictions et les méthodes de contrôle aux mesures expérimentales. Les résultats ont montré de bonnes conformités et certaines non-conformités, qui sont toutes discutées en détail.La dernière partie de ce travail conclut que le cluster de convertisseurs MAB proposé est une solution prometteuse pour les réseaux électriques de type Smartgrids. L'étude de la topologie du MAB a montré qu'il peut être modélisé et contrôlé de manière évolutive, ce qui permet de mettre en œuvre des schémas de modélisation, de conception et de contrôle de l'optimisation modulaire dans des grappes à grande échelle.