Journées Electrotechnique Club EEA. Électriques. LILLE mars 2009 Polytech Lille.

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1 Journées Electrotechnique 2009 Club EEA Systèmes Électriques pour véhicules v du futur LILLE mars 2009 Polytech Lille Sie

2 «Systèmes électriques pour véhicules du futur» - Club EEA, Lille h00 9h40 10h00 10h45 11h30 12h15 12h45 14h30 15h15 15h30 16h30 17h 17h30 18h00 Mercredi 11 Mars Accueil et Inscription des participants Introduction des Journées. Belkacem OULD BOUAMAMA Directeur adjoint chargé de la recherche Polytech-Lille, Betty Lemaire S , L2EP Polytech-Lille et Petru Nothinger Club EEA Généralités sur les transports Evolution des transports depuis la fin du 19ème siècle. Jean-François Grevet, Historien, IUFM/Université d'artois. Problématique du transport. François Badin, IFP. Prospective Transport 2050 : pour une mobilité durable. Olivier Paul-Dubois-Taine, ENPC honoraire. Présentation des Posters Betty Lemaire S Pause Déjeuner Composants pour les transports Etat de l'art et perspectives sur les batteries. Serge Pélissier, INRETS-LTE Systèmes de stockage à super condensateur. Philippe Barrade, LEI/EPFLausanne Pause - Posters - Stands Moteurs électriques integrés dans les roues Christophe Espanet, FEMTO ST Belfort. Contraintes CEM et bruit sur les composants magnétiques d une chaîne de traction. Marc Bekemans, Alstom Transport Conception optimale multiphysique de moteurs de traction. Michel Hecquet, L2EP Lille Fin de la journée. Jeudi 12 Mars Véhicules automobiles (organisé par le réseau MEGEVH) 9h00 9h30 10h00 10h30 11h15 11h45 12h15 12h45 14h30 15h00 15h30 16h30 Les divers types de véhicules hybrides. Alain Bouscayrol, L2EP Lille, MEGEVH. Véhicules électriques : opportunités et enjeux Patrick Bastard, Renault. Véhicules hybrides nouvelle génération. Ladimir Prince, PSA Peugeot Citroën. Pause - Posters - Stands Gestion de l énergie dans les véhicules hybrides Rochdi Trigui, INRETS-LTE, MEGEVH Développements de véhicules à pile à combustibles. Daniel Hissel, FEMTO-ST Belfort, MEGEVH. L'AGV et les trains du futur. Marc Debruyne, Alstom Transport. Autres véhicules Pause Déjeuner Le stockage d énergie pour un métro automatique Eric Chattot, Siemens Transportation Systems. Réseaux de bord électriques en aéronautique, tendances, évolutions Xavier Roboam, Laplace Toulouse. Evolution des systèmes de propulsion électrique des navires Eric S , L2EP Lille. Bilan et Conclusion

3 «Systèmes électriques pour véhicules du futur» - Club EEA, Lille 2009 Introduction Le domaine des transports reste actuellement largement tributaire d une énergie fossile dominante, le pétrole. Dans le contexte actuel où l Homme prend conscience de la finitude énergétique mais aussi de la pollution inhérente, il devient naturel d imaginer d une part de nouvelles solutions pour pallier la raréfaction de ces sources d énergie et pour optimiser les rendements énergétiques d autre part. Les éléments de conversion électromécanique prennent donc une place de plus en plus importante dans les systèmes de transport, au niveau de la chaîne de traction ou propulsion bien sûr, mais aussi au niveau des différents équipements. Les objectifs sont clairement identifiés : réduire l impact environnemental du véhicule, augmenter son efficacité énergétique et son autonomie, améliorer les fonctionnalités au sein du véhicule ou en créer de nouvelles. Le Génie Electrique a évidemment dans ce contexte un rôle très important à jouer et ses compétences doivent permettre de résoudre les problèmes de conversions statique et dynamique de l énergie, de stockage, de gestion d énergie ; de plus, tout nouveau système devra pouvoir profiter des avancées en terme de matériaux et respecter une démarche conceptuelle «écocologique». Ces journées thématiques sont l occasion de discuter et d échanger sur ces différentes problématiques au travers d exposés pédagogiques, complétés et argumentés par le point de vue des industriels concernés. Par son intérêt économique et sociétal, par l attractivité qu il peut exercer sur les étudiants, le domaine des transports constitue un enjeu majeur pour le Génie Electrique. L enseignement de la discipline peut donc s appuyer sur ce large champ applicatif pour diffuser les notions fondamentales mais également les avancées très récentes en termes de composants, de démarche conceptuelle, de contrôle et gestion énergétique. Les intervenants-conférenciers qui ont accepté de faire partager leur savoir à l occasion de ces journées sont issus de la communauté universitaire ou du monde industriel. Pour la plupart, les uns et les autres travaillent en étroite collaboration sur ces sujets novateurs et pluridisciplinaires. Nous leur adressons nos sincères remerciements pour avoir bien voulu témoigner, chacun à leur niveau, de ces formidables challenges posés au Génie Electrique dans le contexte des véhicules du futur. Nous remercions également les établissements qui nous ont supportés : L Université Lille 1 via Polytech Lille et l UFR d IEEA, l Ecole Centrale de Lille, Arts et Métiers Paris Tech Centre de Lille, et l IUT A. Betty LEMAIRE-S Et le comité d organisation

4 «Systèmes électriques pour véhicules du futur» - Club EEA, Lille 2009 Comité d organisation Betty Lemaire -S Professeur à Polytech-Lille Anne-Laure Allègre Doctorante à l'université de Lille 1 Alain Bouscayrol Professeur à l'université de Lille 1 Yvan Crevits Doctorant Arts & Métiers ParisTech centre de Lille Frédéric Giraud Maître de conférences à l'université de Lille 1 Julien Gomand Michel Hecquet ATER Arts & Métiers ParisTech centre de Lille Professeur à l'ecole Centrale de Lille Walter Lhomme Maître de conférences à l'université de Lille 1 Xavier Margueron Maître de conférences à l'ecole Centrale de Lille Maxime Moreau Doctorant à l'université de Lille 1 Guillaume Parent Eric S Jean-François Sergent Post-DOC à l'ecole Centrale de Lille Maître de conférences Arts & Métiers ParisTech centre de Lille Professeur agrégé à l Université Lille 1 Claire Cardon Secrétaire à l'université de Lille 1 Virginie Grard Secrétariat à l'université de Lille 1 Emmanuelle Pageau Coordinatrice Communication Université de Lille 1 Sponsors Partenariats : Industriels :

5 Jean-François Grevet Historien Docteur en histoire, université Charles-de-Gaulle Lille 3, Institut de recherches historiques du Septentrion Maître de conférences en histoire contemporaine à l'iufm Nord- Pas-de-Calais-Université d'artois Ouvrage collectif : "Les mutations de l'économie mondiale du début du XXe siècle aux années 70. Evolution des transports depuis la fin du XIXe siècle : crise des systèmes existants et développement des innovations de l'automobile, du camion et de l'avion. L'affirmation de l'essence face à la vapeur et à l'électricité et autres carburants : essor de l'automobile, de l'aviation et remise en cause des systèmes ferroviaires. La recherche d'alternatives au motorisation à l'essence, le moteur Diesel, le gazogène, l'électricité (trolleybus), gaz, l'alcool (issu de l'agriculture) : le triomphe du pétrole et des transports routiers et aérien, l'avénement du Turbo-Diesel, de l'avion à réaction, l'échec de la turbine à gaz pour applications routières, de l'aéro-train Bertin... Des années soixante-dix au années 2000: les systèmes de transport entre compétition et intermodalité.

6 François Badin François BADIN a débuté sa carrière de chercheur à l'inrets où il a développé la thématique de recherche sur les véhicules hybrides. Directeur de Recherche au Laboratoire Transports et Environnement de l'inrets depuis 1998 il a été responsable de l'équipe en charge des travaux sur les véhicules hybrides. F. BADIN a développé à l'inrets des recherches dans le domaine de la simulation, de la gestion de l'énergie, des tests et de l'optimisation de composants et de véhicules hybrides. Ses travaux ont été réalisés en collaboration avec de nombreux industriels et laboratoires universitaires, ils ont concernés les véhicules légers ainsi que les transports en commun urbains. F. BADIN est auteur de plus de 50 publications dont plus de la moitié à l'étranger, il est membre de plusieurs conseils scientifiques et donne régulièrement des conférences sur la thématique des motorisations hybrides. Depuis Février 2008, François BADIN a rejoint l'ifp ou il est en charge du développement de l'activité sur les véhicules hybrides, comme Directeur Expert au sein de la Direction Techniques d'applications Energétiques à Solaize. Problématique du transport Les constructeurs automobiles sont actuellement confrontés à un ensemble de contraintes liées à la nécessité de réduire l'impact des véhicules (pollution globale et nuisances locales) tout en proposant des véhicules toujours plus attractifs, en performances, prestations et coûts. Parallèlement, des progrès extrêmement importants ont été réalisés ces dernières années dans les domaines liés à l'électricité, que cela soit pour les machines, leur électronique de puissance et de commande ou pour les stockages d'énergie embarqués. L'électrification des véhicules pourrait donc constituer une opportunité permettant aux différents acteurs de répondre aux contraintes posées et d'assurer un développement pérenne dans le domaine des véhicules routiers. La présentation détaillera cette problématique et présentera les différentes perspectives que l'on peut attendre dans le domaine des transports routiers.

7 Olivier Paul Dubois Tainé Ingénieur EPNC honoraire Olivier Paul-Dubois-Taine, Ingénieur général des ponts et chaussées honoraire, a été responsable de la Mission Transport intermodal à la DAEI depuis 1992 et Secrétaire du Comité des directeurs transports au Ministère de l' Equipement de 1995 à Il a animé les principaux travaux de planification et programmation multimodale des transports (schémas de services des transports, contrats de plan, projection et suivi de la demande, méthodes d évaluation socioéconomiques). Il a été l un des co-animateurs de la «démarche prospective transport 2050» du Conseil général des ponts et chaussées, publiée en Il était également, de 2001 à 2007, membre du Conseil d administration de RFF (Réseau Ferré de France). Depuis sa retraite en mars 2006, il contribue aux réflexions prospectives sur le développement durable des transports (et ses liens avec l énergie, les territoires et les modes de vie), en qualité de membre du conseil scientifique de l association TDIE (Transport, Développement, Intermodalité, Environnement, organisation pluraliste regroupant élus et acteurs professionnels des transports), de correspondant de FUTURIBLES International, de participant aux travaux du Conseil d Analyse Stratégique (Commission Energie, Mission Transport routier) et de président du Comité Transports du CNISF (Conseil National des Ingénieurs et Scientifiques de France. Prospective Transports 2050 Pour une mobilité durable Un nouveau contexte d évolution des transports après le Grenelle de l environnement La forte croissance des transports et de la mobilité au cours des décennies précédentes est elle durable, face aux défis planétaires de la rareté du pétrole et de lutte contre le changement climatique? D'ores et déjà, d'autres facteurs, tels que la démographie, l'équipement automobile, les changements de comportements socio-culturels contribuent à infléchir cette croissance de la mobilité. Dans ce nouveau contexte, quelles sont les possibilités et les marges d'évolution techniques, économiques et sociales d'une mobilité durable, qui déterminera les modes d'organisation et le mode de vie de nos sociétés et de nos territoires? 1. Une évolution passée non durable 2. Nouveau contexte de développement des transports 3. Des futurs possibles 4. Enseignements 5. Enjeux et acteurs territoriaux

8 Serge Pélissier Admis à l ENSET (ENS Cachan), Serge Pélissier obtient l agrégation de Génie Electrique puis prépare une thèse en Electrotechnique qu il soutient en 1990 au Laboratoire d Electrotechnique de Grenoble. Recruté comme Maître de Conférences, il enseigne la physique à l Université de Saint Etienne. Ses recherches au Laboratoire Hubert Curien (ex-ltsi) s orientent vers l instrumentation optique et l optique intégrée. Nommé Professeur des Universités en 2000, il prend la direction du département de Génie Electrique de l IUT de Saint-Etienne. Ses nouvelles fonctions l amènent à s intéresser à la recherche en didactique de la physique. Début 2006, son intégration dans l équipe Véhicules Electriques Hybrides de l'inrets (Institut National de Recherche sur les Transports et leur Sécurité) à Bron, où il est plus particulièrement en charge de la thématique «batteries», point clé du développement des véhicules hybrides, ouvre un nouveau chapitre dans sa carrière et lui permet de revenir à la recherche expérimentale. Son travail s appuie sur des installations de caractérisation et de test des batteries dans des conditions proches des usages réels. L objectif est de renseigner des modèles de batteries utilisés dans la modélisation des performances globales des véhicules. Une approche «système» est en effet indispensable pour aborder efficacement la gestion de l énergie embarquée dans les véhicules à motorisation innovante du futur. Etat de l'art et perspectives sur les batteries Dans la jungle des définitions, des sigles et des usages... Les batteries que l'on utilise actuellement : Plomb et NiMH Les batteries dont tout le monde parle : la famille Lithium Les batteries dont (presque) personne ne parle (plus ou pas encore) : Zebra, Zinc-air, Lithium-air, batteries organiques,... Le diagramme de Ragone Les controverses Economiques, Ecologiques et Sociétales

9 Philippe Barrade Doctorat en Génie Electrique, obtenu en 1997 à l Institut National Polytechnique de Toulouse, France. Intégration du groupe SAFT en 1998, en charge du développement d alimentations de secours pour des applications dédiées au secteur des télécommunications. Nommé 1 er assistant au Laboratoire d Electronique Industrielle, chargé de cours à l Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (Suisse) en Son thème de recherche principal est lié aux domaines généraux de l électronique de puissance, de la gestion de l énergie et son stockage. Depuis 2000, il a en particulier axé sa thématique de recherche sur le stockage par supercondensateurs, depuis la modélisation de cellules jusqu à la définition d applications, incluant les interfaces de puissances. Les recherches menées actuellement sont relatives à la modélisation et à l étude multiphysique de systèmes liés au domaine du génie électrique. Systèmes de Stockage à Supercondensateurs Généralités sur les supercondensateurs Applications Principe de fonctionnement De la cellule au module Electronique et interfaces de puissance Supercondensateurs et systèmes hybrides Application au domaine des transports Système de stockage hybride Activités pédagogiques sur le stockage par supercondensateurs Généralités sur les études à l EPFL Projets de cycles Bachelor et Master à l EPFL Liens entre recherche et enseignement

10 Christophe Espanet Christophe Espanet est ancien élève de l École Normale Supérieure de Cachan. Il a été reçu à l agrégation de physique en Il a ensuite obtenu un doctorat de l Université de Franche-Comté en Sciences Pour l Ingénieur en janvier 1999, sur le thème de la modélisation et de la conception optimale de moteurs-roues à aimants permanents. De 1999 à 2007, il a été Maître de Conférences à l Université de Franche-Comté et il a effectué ses recherches au sein du Laboratoire d Électronique, Électrotechnique et Systèmes sur la modélisation et la conception optimale des machines électriques, notamment pour les applications liées au transport et au circuit d air des piles à combustibles. Depuis janvier 2008, Christophe Espanet est Professeur à l Université de Franche-Comté et il est membre du département ENERGIE de l Institut FEMTO- ST, où il dirige une équipe de recherche sur la conception des systèmes énergétiques. Il est également membre du laboratoire commun FC-LAB sur les systèmes piles à combustibles. Il est actuellement impliqué dans 6 projets de recherches partenariales liés au programme ANR/VTT ou ANR/HPAC. Il est également coresponsable d un socle de recherche sur les Méthodes et Méthodologies en génie électrique au sein du GDR SEEDS (Systèmes d Énergie Électrique dans leur Dimension Sociétale). Moteurs électriques intégrés dans les roues Architectures des véhicules électriques et hybrides Intérêts et limites des moteurs-roue Contrainte de dimensionnement des moteursroues Quelques exemples de moteurs-roues

11 Marc Bekemans Marc Bekemans est né en 1969 en Belgique. Il reçoit en 1991 le diplôme d ingénieur électronicien. Il rejoint la même année société ALCATEL ECTA où de 1992 à 1994 il participe à la planification de réseaux radio. À partir de 1994 il travaille dans la même société comme ingénieur au laboratoire de recherche en électronique de puissance pour applications spatiales. En 2001 il rejoint la Haute École Roi Baudouin où il enseigne l automatisme, l électronique et les télécommunications aux futurs ingénieurs industriels. En 2006 il obtient le grade de Docteur en Sciences Appliquées pour ses travaux sur le contrôle actif des efforts radiaux pour les machines tournantes. En 2006 il rejoint ALSTOM Transport comme ingénieur de recherches. Depuis 2008, il y exerce la fonction de «Research Manager» Contraintes CEM et bruit sur les composants magnétiques d'une chaîne de traction Les composants magnétiques tels que les selfs et les transformateurs sont largement utilisés dans le secteur ferroviaire. Les règles de conception de ces composants sont bien connues de l électrotechnique depuis de nombreuses années. Cependant, l utilisation de ces composants dans des convertisseurs de puissance ajoute certaines contraintes que la vieille électrotechnique ne considère souvent pas. Ces contraintes sont surtout liées à la présence de courants harmoniques liés à la modulation MLI. Ces courants produisent en effet des efforts internes qui mènent à la génération de bruits acoustiques par un mécanisme qui sera expliqué lors de cet exposé. De même les commutations rapides des semi-conducteurs entraînent des perturbations électromagnétiques conduites et parfois amplifiées par ces composants magnétiques. L exposé introduira les contraintes liées à la cohabitation des composants magnétiques de forte puissance avec l électronique de puissance tant sur l aspect bruit acoustique que sur l aspect compatibilité électromagnétique (CEM).

12 Michel Hecquet Michel HECQUET (40 ans) a obtenu son doctorat en Génie Electrique de l Université de Lille1 en Sa thèse concernait la modélisation par un réseau de perméances 3D d un alternateur à griffes (application automobile), permettant de déterminer les efforts électromagnétiques en vue de limiter le bruit d origine électromagnétique. Recruté à l IUT A de Lille1 et au L2EP au sein de l équipe OPTIMISATION, ses activités de recherche concernent la modélisation et la conception de machines électriques en vue de réduire le bruit d origine électromagnétique. L utilisation de la méthodologie des plans d expérience et le développement d un superviseur d optimisation SOPHEMIS permet de renforcer ces démarches de conceptions optimales des machines électriques. En 2008, après l obtention de son Habilitation à Diriger des Recherches sur le sujet Contribution à l instrumentation de la démarche de conception des machines électriques soutenue en décembre 2007, il obtient un poste de professeur à l Ecole Centrale de Lille en Il poursuit son activité au sein de l équipe optimisation du L2EP sur la modélisation multi-physique des machines électriques ainsi que leur conception optimale. Conception optimale multi-physique de moteurs de traction La conception d un produit électrotechnique est une étape clé de son cycle de vie dont dépendent nombre de ses propriétés : valeur d usage, coût, empreinte environnementale, fiabilité, etc. De nombreux phénomènes physiques (électrique, thermique, acoustique ) peuvent intervenir et de nombreuses composantes du génie électrique apparaissent comme l électronique de puissance, l automatique, l informatique, la métrologie, voire d autres sciences comme la thermique ou la mécanique. Ainsi, la démarche de conception traditionnelle est celle de l approche progressive constituée d essais et d erreurs et celle-ci est devenue beaucoup trop coûteuse et hasardeuse. La tendance actuelle des équipements électriques, dont les coffres de traction ferroviaire, est la concentration de matériels dans des volumes de plus en plus faibles et pour des puissances de plus en plus élevées. Il en résulte le besoin de dissiper plus de pertes thermiques tout en gardant des niveaux de bruit identiques et si possible plus faibles pour les échangeurs thermiques. Par ailleurs, les convertisseurs de puissance électrique utilisent des composants d'électronique de puissance qui génèrent des pertes harmoniques se traduisant par des bruits à forte tonalité particulièrement gênants (bruits proches de fréquences pures). En conséquence, une conception optimale de machines électriques demande tout d abord une approche multi-domaines, encore appelée multi-physiques. Les 2 exemples de conception de machines de tractions montrent clairement la nécessité d ajouter aux phénomènes électromagnétiques, des phénomènes acoustiques et thermiques. Des outils d optimisation la plupart du temps multiobjectif sont aussi nécessaires afin de respecter de bons compromis

13 Alain BOUSCAYROL Coordinateur de MEGEVH Il a obtenu un doctorat en Génie Electrique de l'institut National Polytechnique de Toulouse en Il a été recruté Maître de Conférences à l'université de Lille 1 en 1996, puis Professeur des Universités en Il est actuellement responsable du Master "Automatique et Systèmes Electriques" de l'université de Lille 1 et coordinateur du réseau national MEGEVH de recherche sur la gestion d'énergie des véhicules hybrides. Ses activités de recherche, au sein du L2EP de Lille, concernent les formalismes graphiques de modélisation et de commande de systèmes électromécaniques (notamment la REM, Représentation Energétique Macroscopique) avec applications aux systèmes éoliens, systèmes de traction ferroviaire, véhicules électriques et hybrides. Réseau MEGEVH La session dans son ensemble est organisée par le réseau national MEGEVH (Modélisation Energétique et Gestion d Energie de Véhicules Hybrides, Le réseau sera tout d'abord rapidement présenté, tant par rapport à ses objectifs, que ses partenaires académiques et universitaires, ainsi que ses projets en cours. Cette présentation a pour objectif de donner des éléments généraux sur les véhicules hybrides afin de positionner les différentes interventions de la session. Il est clair que le domaine des «véhicules propres» est en pleine expansion, et que, de ce fait, les définitions sont très mouvantes et parfois abusives. Cette présentation visera à poser les définitions de manière scientifique et à exposer les différentes classifications de véhicules automobiles, du véhicule thermique au véhicule électrique, en passant par les différents types de véhicules hybrides. On différenciera notamment les classifications par topologies de traction, celles par ratio puissance électrique / puissance thermique et celle par fonctionnalités de la chaîne de propulsion. Les diverses présentations de la session seront alors recadrées par rapport à ces définitions et aux diverses classifications.

14 Patrick Bastard Ingénieur Supélec, Docteur en sciences, HDR (Université d Orsay, Paris XI). Ancien chef du département «Electrotechnique et Systèmes d Energie Electrique» de Supélec. Actuellement chef du service «Mécatronique» chez Renault, Technocentre, Direction de l Electronique Avancée. «Véhicule électrique : opportunités et enjeux» Contexte et enjeux du véhicule électrique Quels sont les verrous technologiques? Partenariats «industrie» / «écoles et universités» : quelles attentes, quelles opportunités? Conclusions

15 Ladimir Prince Ingénieur Supelec 87, Ladimir PRINCE a débuté sa carrière dans le domaine de l électronique embarquée pour des applications militaires. Il a ensuite intégré Alstom Transport où il a occupé divers postes pour des applications métros et tramways, toujours dans le domaine de l électronique embarquée. Il est entré en 2005 dans le groupe PSA Peugeot Citroen où il a d abord pris la responsabilité du département projets d électronique sous capot. Il est, depuis janvier 2008, responsable du domaine d innovation chaines de traction automobiles alternatives à la direction de la recherche et de l innovation du groupe PSA Peugeot Citroen. Véhicules hybrides nouvelle génération Après un bref rappel sur l historique des hybrides du groupe PSA, la présentation rappellera la stratégie globale du groupe en terme de véhicules à faible émission. Elle détaillera ensuite plus particulièrement les points clefs qui ont guidé les choix ainsi que les orientations technologiques et industrielles. Enfin elle terminera par un zoom sur les enjeux associés aux hybrides rechargeables en terme de consommation homologuée mais aussi à l usage.

16 Rochdi Trigui MEGEVH Après une thèse sur la motorisation asynchrone pour véhicule électrique au laboratoire Energie Nuisances de l INRETS, Rochdi TRIGUI a rejoint la direction de la recherche de PSA à Vélizy en 1997 pour y travailler pendant un an sur l électrification des auxiliaires dans les automobiles hybrides. De retour à l INRETS en 1998 en tant que chargé de recherche, il a intégré l équipe Véhicules Electriques et hybrides du Laboratoire Transport et Environnement où ses travaux ont porté principalement sur la modélisation systémique et énergétiques des véhicules, la gestion de l énergie dans les véhicules hybrides avec un volet expérimental important. Il a notamment dirigé le projet MILDHYBRID en collaboration avec l équipementier Valeo et participé à une dizaine de projets Nationaux traitant des véhicules propres et économes, particuliers et de Transport en Commun. Depuis Février 2008, il est l animateur de l équipe VEH du LTE. Il est également membre du réseau IEEE VTS et un des membres fondateurs du réseau national MEGEVH qui rassemble différents acteurs dans le domaine de la modélisation et la gestion de l énergie des véhicules hybrides. Développement de véhicules «full hybrid» Rappel des fonctions de l'hybridation Position du problème de la Gestion optimale de l'énergie Méthode de la programmation dynamique Méthode du calcul variationnel Eléments pour un dimensionnement optimal Application en ligne 1 : par réseau de neurones Application en ligne 2 : par Lambda control

17 Daniel Hissel MEGEVH Daniel Hissel a obtenu le diplôme d Ingénieur de l Ecole Nationale Supérieure d Ingénieurs Electriciens de Grenoble (ENSIEG) en Il a soutenu sa thèse de Doctorat de l Ecole Nationale Supérieure d Electrotechnique, Electronique, Informatique, d Hydraulique de Toulouse (ENSEEIHT) sur la commande floue de systèmes électromécaniques en Il a ensuite rejoint ALSTOM Transport à Tarbes en tant qu ingénieur système/commande sur des projets de bus hybride et à pile à combustible. En 2000, il est nommé Maître de Conférences en Automatique à l Université de Technologie de Belfort- Montbéliard et rejoint le Laboratoire de recherche en Electrotechnique, Electronique et Systèmes, laboratoire dont il prend la tête de l équipe «Pile à combustible et systèmes» en Après une Habilitation à Diriger des Recherches obtenue en 2004 sur la thématique de la modélisation, de l optimisation énergétique et du diagnostic de systèmes pile à combustible, il est nommé Professeur des Universités en Génie Electrique et Systèmes Pile à Combustible à l Université de Franche-Comté en En 2008, il rejoint le laboratoire FEMTO-ST en tant que Responsable de l équipe de recherche «Modélisation multiphysique des systèmes énergétiques». Ses travaux de recherche actuels concernent la modélisation multiphysique, l optimisation énergétique et le diagnostic de systèmes énergétiques, en particulier pour les applications pile à combustible et véhicules électriques et hybrides. Il est membre de l Institut FCLAB et a publié plus de 150 articles dans des journaux et conférences internationales. Développement de véhicules à pile à combustibles Pile à combustibles pour véhicules Système Pile à combustibles Prototypes de véhicules Besoins et activités en recherche

18 Marc DEBRUYNE Ingénieur HEI Lille - 40 années d expérience en traction électrique d abord chez Jeumont-Schneider puis chez Alstom à partir de 1987 A participé à la conception des systèmes de traction des locomotives et des TGV toutes générations depuis l origine en 1969 A dirigé les équipes de développements chez JS puis Alstom sur la gamme des TGV à moteurs à courant continu d abord et puis des moteurs synchrones autopilotés En 1994 a pris la direction des activités ingénierie traction sur le site Alstom de Tarbes A partir de 1997 assure au sein du département support «Technical» d Alstom Transport la fonction de Master Expert Systèmes de Traction auprès des sites traction. L AGV et trains du futur Du TGV à l AGV, la dernière révolution dans les trains à très grande vitesse pour plus de flexibilité d exploitation, de confort et de performance tout en conservant les principes de base fondamentaux qui ont fait le succès des générations de TGV depuis L AGV est un concentré des technologies de pointe innovantes capable d atteindre des vitesses de 360km/h. Basé sur le principe d une rame automotrice à bogies articulés il fait appel à une motorisation répartie contrairement aux TGV, ce qui permet d augmenter la capacité en voyageurs d environ 20% Ce challenge a nécessité de faire appel à un nouveau type de moteur de traction : le moteur synchrone à aimants permanents remarquable de puissance massique et qui s intègre aisément dans les bogies articulés de la rame tout en respectant les 17 tonnes à l essieu. L ensemble des équipements de traction électrique étant placés sous caisse il a fallu repenser l architecture traction et auxiliaire du train et faire appel aux derniers composants de l électronique de puissance notamment les transistors IGBT de 6500V pour gagner en puissance et compacité La chaîne de traction AGV avec ses moteurs, ses bogies et ses équipements traction, a passé haut la main le baptême du feu en contribuant activement au succès du record du monde de vitesse sur rail du 3 Avril 2007 à km/h, première mondiale pour une chaîne de traction à moteurs à aimants.

19 Eric Chattot Siemens Transportation Systems Eric Chattot obtient un Bachelor de Sciences (B.S) de l'université de Californie (UC Davis) en Pendant ses études, il participe à la fabrication et la mise au point de 7 véhicules hybrides comme assistant au laboratoire de recherche sur les véhicules hybrides de l'université, le HEV Center. Une fois diplômé, il y travaille comme manager projet pendant 3 ans sous la direction du professeur Dr. Andrew Frank, pionnier dans le domaine des véhicules hybrides "plug-in". De retour en France en 2005, il effectue un stage dans le cadre d'un mastère spécialisé (Central Marseille/Euromed) en management de l'innovation chez Siemens Transportation Systems. En 2006, il y rejoint définitivement l'équipe du département Etudes Avancées comme ingénieur recherche en charge du projet d'études sur le stockage d'énergie pour Neoval. Le stockage d'énergie pour un métro automatique STS multiplie ses efforts de R&D pour développer un système de stockage d énergie pour son métro sans conducteur, le Néoval. Ce système de stockage d énergie embarquée récupèrera l énergie de freinage du véhicule et se rechargera en station : les trains autonomes entre les stations pourront ainsi fonctionner sans le rail d alimentation traditionnel. L'objectif du programme est de démontrer qu'une telle solution permet de réduire les coûts d'infrastructure, particulièrement sur la voie, engendre des économies sur la fourniture d'énergie grâce au lissage des pics de puissance occasionnés et améliore le bilan énergétique (l'énergie générée par le freinage étant entièrement récupérée). Un tel système existe déjà sur des trams, mais n'est utilisé que pour couvrir de courtes distances et avec des performances réduites. Les contraintes en termes de puissance et capacité sont plus importantes pour le métro. STS espère déployer ce type de système sur ces futures lignes de métro à l'horizon , date de mise en service commercial des premiers produits Airval et Cityval, l'aboutissement du programme de recherche Neoval.

20 Xavier Roboam Université de Toulouse, LAPLACE site ENSEEIHT Xavier Roboam a reçu le grade de docteur de l Institut National Polytechnique de Toulouse en Actuellement directeur de Recherches au CNRS, il effectue ses recherches depuis 1992 au LEEI puis au LAPLACE (Laboratoire plasmas et conversion d énergie) depuis 2006 où il dirige le Groupe de recherche en énergie électrique & systémique (G-EnESys). A titre personnel, ses recherches concernent le développement de méthodologies de conception intégrées par l analyse et l optimisation des systèmes à énergie renouvelable et des réseaux embarqués. Réseaux de bord électriques en aéronautique Tendances, évolutions, exemples Les principaux points abordés dans cette présentation concernent : L avion plus électrique : pourquoi, comment? Evolution des besoins énergétiques de l A320 à l A30x en passant par les A380, A350 et B787 ; Electrification progressive de fonctions : commandes de vol, freinage, démarrage moteur, conditionnement d air, Evolution des standards et des architectures vers le plus/tout électrique. L exemple du réseau de dernier secours électrique Hybridation de la Ram Air Turbine pas super condensateurs Réseau de secours hybride à pile à combustibles Nouvelles architectures et nouveaux concepts de réseau HVDC Commercial éclairage Commandes de vol Conditionnement d air (Bleedless) Pompes Famille A320 A380 B787 Freinage dégivrage Pneumatique Electrique Hydraulique Dégivrage Anti givrage Pneumatique Electrique Hydraulique