Ingénierie durable

• Module optionnel de 50h
• Encadrants : J. Gangloff et E. Laroche
• Mots-clé : Technologies vertes, modélisation, identification, simulation, optimisation, énergies renouvelables, véhicules hybrides, traction électriques, optimisation du rendement, stockage de l'énergie.

Cours en ligne

• Les vidéos des cours de J. Gangloff sont visibles en streaming sur le site de l'UdS : AudioVideoCours.
• Transparents sous forme pdf :
  • Introduction générale
  • Identification : introduction
  • Identification : modèles
  • Identification : méthodes
  • Identification : validation
  • Optimisation
  • Etude de cas : éolien
  • Etude de cas : photovoltaïque
  • Etude de cas : véhicules du futur
• Fichiers matlab/simulink
  • Trajectoire robotique minimisant l'énergie
  • Test du prédicteur ARMAX
  • Méthode d'identification par corrélation
  • Moindres carrés, moindres carrés récursifs, variable instrumentale et méthode "output error"
  • Calcul du profil de vitesse minimisant l'énergie consommée par un MCC
  • Identification ARX d'une éolienne
  • Calcul de la caractéristique I=f(U) d'une cellule PV par optimisation
• Modélisation multiphysique :
  • Polycopié
  • Voir la page Moodle

Sujets des dossiers

• Ressources bibliographiques (depuis TPS et l'Unistra pour certaines)
  • Techniques de l'ingénieur: lien direct et via l'ENT. Rq.: vous devez vous créer un identifiant personnel pour accéder aux ressources de l'abonnement.
  • IEEE: http://ieeexplore.ieee.org/ (http://ieeexplore.ieee.org.scd-rproxy.u-strasbg.fr/ lien via l'ent])
  • http://www.ingentaconnect.com/
  • http://scholar.google.fr/
  • http://www.scopus.com/
  • Dossier sur les énergies du futur (Les dossiers de la recherche, 2012)
  • Vers un mix électrique 100% renouvelable en 2050 (ADEME)
  • Cours de Y. Thiaux "Un réseau électrique en pleine mutation"

• Données
  • L'application éCO2mix de RTE permet de visualiser et de récupérer des donnée sur la production électrique en France
  • Plate-forme ouverte de données européennes
  • Station météorologique de la Faculté de physique et ingénierie
  • SoDa : Solar radiation Data - Service Web pour les professionnels, relatif au rayonnement solaire (données, applications)
  • ENTSOE
  • Hauteurs des manées

Batteries du futur

• Références bibliographiques
  • Techniques de l'ingénieur:
    • "Accumulateurs - Accumulateurs au plomb", D 3352, par J. Robert et A. Alzieu
    • "Accumulateurs - Accumulateurs à oxyde de nickel", D 3353, par J. Robert et A. Alzieu
    • "Accumulateurs - Accumulateurs à haute température", D 3355, par J. Robert et A. Alzieu
    • "Accumulateurs portables", E 2140, par G. Caillon
  • A. F. Burke, "Batteries and Ultracapacitors for Electric, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles", Proceedings of the IEEE, vol. 95, no 4, 2007

Energie éolienne

• Références bibliographiques
  • M. Milligan et al. "Wind power: Myths debunked ?", IEEE power & energy magazine, nov./dec. 2009
  • B.C. Ummels, E. Pelgrum, W.L. Kling, "Integration of large-scale wind power and use of energy storage in the Netherlands’ electricity supply", IET Renewable Power Generation, vol. 2, no 1, pp. 34-46, 2008
  • Jean-Marc NOËL, Énergie éolienne pour la fourniture d'électricité, Techniques de l'ingénieur, 2009
  • Offshore Windfarms
  • Docs et devis Aeolos : , , ,

Stockage de l'énergie par turbinage

• Bibliographie :
  • Pumped-storage hydroelectricity

Véhicule hybride

• Références bibliographiques
  • Joseph BERETTA, Motorisation hybride thermique-électrique, Techniques de l'ingénieur (Référence BM2760), 2010
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_vehicle
  • Transportation technology R&D center

Photovoltaïque

• Références bibliographiques
  • Techniques de l'ingénieur: "Électricité photovoltaïque - Principes", BE 8578, par A. Slaoui, 2013
  • Simple optimization procedure for silicon-based solar cell interconnection in a series–parallel PV module
  • S. Vighetti et al., Module photovoltaïque et ombrages : étude et intégration d’une structure d'équilibrage, EPF 2010

Gestion de l'énergie dans les smart grids

• La gestion d’un réseau électrique consiste à assurer l'égalité entre l’offre et la demande à chaque instant. Généralement, c’est l’offre qui est adaptée en fonction de évolutions de la demande. Mais dans un contexte de production massive d'énergie électrique photovoltaïque et éolienne, il s’avère utile de disposer de moyens de consommations qui soient adapatables en fonction des fluctuations de la production.

• On pourrait par exemple considérer le cas de la production de froid dans un hypermarché en s’inspirant des travaux de Hovgaard et al. (IEEE Conference on Decision and Control, Atlanta, GA, USA, 2010).

• On peut aussi s'intéresser à la gestion des charges et des capacités de stockage dans le but de minimiser le coût de l'énergie. Imaginons par exemple que le régulateur du réseau soit amené à favoriser l'adéquation en l'offre et la demande par des modifications en temps réel de la tarification. On mobilisera alors les charges et les capacités de stockage afin de s'adapter aux évolutions tarifaires.

Habitation positive

• Références bibliographiques:
  • http://fr.wikipedia.org/wiki/B%C3%A2timent_%C3%A0_%C3%A9nergie_positive
  • http://fr.wikipedia.org/wiki/Maison_solaire_passive
  • http://www.lamaisonpassive.fr/

Petite centrale hydro-électrique

• Le golf du Morbihan comprend de nombreuses anses, certaines étant autrefois utilisées pour alimenter des moulins à eau aujourd'hui abandonnés. C'est notamment le cas de l'étang de Toulvern sur la commune de Baden. Dans le cadre de ce projet, on se propose d'envisager l'utilisation du site pour la production d'énergie électrique. On pourra réfléchir selon les axes suivants :
  • le dimensionnement de l'installation et son pilotage (un optimum est à trouver entre retenir l'eau pour augmenter la hauteur de chutte et la laisser s'écouler pour disposer d'un certain débit)
  • l'évaluation de la rentabilité de l'installation.

Les données topographiques pourront être obtenues à partir des prises de vues disponibles sur GoogleMaps

Optimisation énergétique des serveurs informatiques

• ressources
  • Google datacenter best practice
  • Un data center pour se chauffer
  • Refroidissement par eau chaude
    • http://www.zurich.ibm.com/st/energy/zeroemission.html
    • content/uploads/2011/10/ATS_white_paper_adaptive_cooling_in_datacenters.pdf
  • Optimisation de l'énergie
  • Energie récupérée pour chauffer les maisons

Installation autonome

• On réfléchira aux spécificités d'une installation électrique autonome. A titre d'exemple, les problèmes à résoudre sont : 1/ l'adaptation entre production, le stockage et la consommation ; 2/ la régulation de la tension et de la pulsation du réseau. Une simulation permettra d'illustrer les problèmes rencontrés et d'évaluer les solutions proposées.

Traction électrique hybride

• On s'intéressera à la gestion de l'énergie dans le cadre d'une traction hybride avec stockage par batterie et par super-condensateur. Plus précisément, on propose de s'intéresser aux stratégies permettant d'utiliser au mieux chaque élément compte-tenu de ses performances et caractéristiques.

Régulation de température

• Documents sur la centrale de traitement d'air
• Modèle thermique R3C2
• Notice régulateur Siemens, Datasheet régulateur Siemens

Optimisation de trajectoire d'un avion de ligne

• La consommation énergétique représente une part importante du coût d'un billet d'avion. Dans ce projet, on se propose d'identifier l'impact du choix de la trajectoire (altitude, vitesse) sur la consommation d'un avion de ligne. Dans un second temps, on déterminera une trajectoire optimale aboutissant au meilleur compromis entre rapidité et consommation.
• Exemple de modèle longitudinal sous Matlab : slexAircraftExample
• Modèle de vol avec consommation : http://www.aero-training.fr/datas/cpl/080%20-%20Mecanique%20du%20vol%20Part%202.pdf