L’optimisation de la production et de la consommation passe par la conception, la modélisation et le développement de systèmes intelligents. Pour assurer la transition vers des sources d’énergie renouvelables (solaire, éolien, géothermique, hydroélectricité et bioénergie) une approche globale, multi-fluides et tenant compte du couplage des secteurs est nécessaire, ainsi qu'une compréhension fine des différents secteurs énergétiques et de leurs interactions.
Elle doit se faire par la numérisation, l’automatisation et le développement d’outils de prédiction et de contrôle. Elle doit aussi tenir compte du stockage et de la transformation de l'énergie en général, permettant de garantir l'approvisionnement et la sécurité des réseaux de distribution. Elle doit aussi tenir compte du stockage, de la transformation de l'énergie en général, des contraintes et fiabilité des les infrastructures existant (réseaux de transport et distribution d’électricité), des nouvelles technologies connectées de manière massive aux réseaux électriques, comment le photovoltaïque, les voitures électriques, et les ressources interfacées avec le convertisseur de puissance.
Mesurer, analyser et comprendre l’impact de ces systèmes sur l’environnement est une partie intégrante de la démarche.