conception système

3ème année GEA - TAEE
Traitement Avancé de
l’Énergie Électrique
1
TAEE
Grandes Orientations

Conversion statique de l’énergie électrique

Approche système

Grands domaines d’application / Electronique de Puissance & Systèmes

2 parcours :

SRP : systèmes et réseaux de puissance

CIP : conception et intégration de puissance (plateforme 3Dphi)
« delta » limité : 2 cours + 2 BE (27h)

Orientations : méthodologie et technologie
 Synthèse (1ère et 2ème années) + connaissances avancées
2
TAEE
UE Systèmes et Réseaux de Puissance (SRP)
>>>
Conception par optimisation
Conception système
BE conception système (EHA)
Syst. Énergétiques autonomes - hybridation
BE "PAC"
Conception réseaux embarqués
Conditionnement rés. Énergie
BE cond. Réseaux
CVS pour réseaux HVDC
BE "CVS HVDC"
Sareni
Roboam
Fontes - Sareni
Astier
Jafaar - Turpin
Roux
Ladoux
Ladoux - Roux
Ladoux
Ladoux
UE Conception pour l'Intégration de Puissance (CIP)
>>>
Conception par optimisation
Conception système
BE conception système (EHA)
Syst. Énergétiques autonomes - hybridation
BE "PAC"
Conception réseaux embarqués
Drivers, intégration
BE - drivers, intégration
Intégration Puissance
BE Integration de Puissance
Sareni
Roboam
Fontes - Sareni
Astier
Jafaar - Turpin
Roux
Cousineau
Cousineau
Sarraute - Bley - Cougo
Sarraute - Bley - Cougo
UE Conception des CVS (CVS5)
Conception des CVS
Associations de CVS
BE CVS (alim. Décharges)
½ journée thématique : éclairage
½ journée thématique : ferroviaire
Modélisation, Cde avancées CVS
TER architecture et commande
Technologie pour l'EnP
Piquet
Ladoux
Piquet - Belinger
Zissis - Buso
Frugier - Ladoux
Fadel
Piquet - Richardeau - Fadel
Sarraute
UE CVS et systèmes avancés (CVS6)
CEM
CVS X niveaux
MLI, cde vectorielle
BE Cde Vect + X niveaux
Mécanismes commutation & intégration fonctionnelle
Formation SABER
CR
1
CR
1
6
O+CR
2
O+CR
2
1E+CR
1
1E+CR
1
0,5
0,5
1
1
1
1
1
5
2E+CR
2,5
CR
CR
1E+TER
O+CR
TER A&C
0,5
1E
2
50,75
3,5
dos.
1E+CR
1,5
1
1E
0,5
14
12,25
20
8,75
2
2
2E
1,5
2E + TER
2,5
1
1E
14
0,5
O
1
1,5
1
85
6,5
10,5
UE métier de l'ingénieur
>>>
42
8,75
Soliveres
2
0,5
0,5
BE industriel
Management projet
TAEE
O+CR
0,5
1
10,5
9,75
4,5
7
9,75
Piquet - Cousineau
2
86,25
70,5
J. David - Schneider
Meynard
Gateau
Meynard - Gateau
F. Richardeau
M. David
O+CR
0,5
9,75
8,75
7
3,5
3,5
9,75
20
5,25
>>>
Systèmes multidimensionnels
6
0,5
>>>
6,25
Nogarède - Hénaux
M. David - Fadel
Fadel - David - Piquet
Astier
0,5
0,5
0,5
0,5
Richardeau
UE Actionneurs & Générateurs (AG)
Conception actionneurs
Commande actionneurs
TER cde actionneurs
Sources, réversibilités, stockage
84,25
8,75
12,25
7
10,5
7
10,5
7
7
5,25
7
>>>
Fiabilité CVS
3
8,75
12,25
7
10,5
7
10,5
5,25
7
7
7
+ UE SHS
TER CA
50,75
5
E+O+CR
BE I
3,5
1,5
Électronique de puissance
Approche système
Grands domaines d’application
« conversion de l’énergie électrique ~
traitement, gestion »
UEs « CVS » et « CVS avancés »









4
Conception des convertisseurs statiques
Association de convertisseurs statiques
Convertisseurs multiniveaux
Commutations & intégration fonctionnelle
Fiabilité et tolérance aux pannes des convertisseurs
Modélisation et commande des convertisseurs statiques
MLI, commande vectorielle
Technologie pour l’électronique de puissance ; intégration puissance (CIP)
CEM
TAEE
Électronique de puissance
Approche système
Grands domaines d’application
« système : ensemble de constituants en
interactions énergétiques »
UEs « actionneurs & générateurs », SRP ou CIP

Conception des systèmes :


Les systèmes énergétiques autonomes :




5
modélisation et analyse (Bond Graph) ;
applications : EHA, hybridation, gestion réseau embarqué
Sources
- génération (PAC)
- Stockage (accu, piles)
- énergies renouvelables : photovoltaïque, éolien
Gestion énergie : prélèvement d’énergie sur les sources, hybridation …
Conception par optimisation
Systèmes multidimensionnels
TAEE
Électronique de puissance
Approche système
Grands domaines d’application
« gestion de l’énergie dans le système à l’aide de
l’électronique de puissance »


Conditionnement, conduite des réseaux d’énergie électrique (FACTS, HVDC)
Systèmes embarqués :





Actionneurs :



6
réseaux d’énergie embarqués
Transports (aéronautique, ferroviaire, automobile, navals …)
Réseaux isolés ou autonomes (+ fiabilité)
Intégration de puissance
Principes fondamentaux de la conversion électromécanique
Associations convertisseurs - machines
Commande des actionneurs électriques

Alimentation de charges non linéaires (plasmas, éclairage)

UE « métier de l’ingénieur » : BE Industriel + gestion projet
TAEE
TAEE : place de l’automatique ?
TAEE
Génie Électrique :



Électronique de puissance
Systèmes
Applications
Automatique :
 intégrée aux fondamentaux de l’option
 Commande CVS
 Commande actionneurs
 Systèmes multidimensionnels
 Optimisation
 utilisation (projets, BE)
GEA
7
TAEE
Formes pédagogiques

Cours

BE (6 x 8h)

TER (2 x 20h)

Demies journées thématiques


éclairage

ferroviaire
Bureau d’étude industriel : 42h / UE « métier de l’ingénieur » + Gestion
projets
8

Projets longs (6 semaines) ~ intervention industriels

Master International « Génie Électrique »  stage type « recherche »
TAEE
BE











9
Bureaux d’étude
Groupes de 3 à 4 étudiants
Format : 8h
Compte rendu / évaluation intégrée (0,5 à 1 crédit)
alimentation de procédés à décharges électriques « CVS »
commande vectorielle et multiniveaux « X-niv »
conception système « EHA »
piles à combustible « PAC »
SRP : CVS pour le conditionnement des réseaux d’énergie
SRP : CVS HVDC
CIP : drivers et intégration
CIP : Intégration de puissance
TAEE
TER



Groupes de 3 à 4 étudiants
travail sur un thème pendant 5 semaines
bilan / évaluation : synthèse + exposé à la fin du TER



10
Thèmes d’Étude et de Recherche
évaluation intégrée (0,5 à 1 crédit)
Architecture et Commande : alimentation sans Interruption
Commande des actionneurs électriques / SABER
TAEE
Bureau d’études Industriel
département GEA (option TAEE) de l’ENSEEIHT
2013-2014 : support LIEBHERR Aerospace
« PWM rectifier »
Architecture de puissance pour prélèvement d’énergie réseau de bord avion
Design CVS pour remplacement d’un convertisseur passif (ATRU)
Intégration dans un équipement A380 (système réfrigération des Galleys)
Volume
Thermique
stabilité
Standards aéronautiques
4h hebdomadaires, gestion projet, autonomie des étudiants
Bureau d’études Industriel
département GEA (option TAEE) de l’ENSEEIHT
2012-2013 : support Continental
+
+
« Range Extender »
Architecture système de traction / caractérisation, simulation
Fonctions de contrôle du range extender / missions, gestion énergie
Design range extender : générateur électrique, convertisseur statique
Support : véhicule TWIZY (projet ROAD)
4h hebdomadaires, gestion projet, autonomie des étudiants
PFE / TAEE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
13
Etude du fonctionnement d'un onduleur photovoltaïque sur creux de tension (EDF – R&D) / Master
Optimization of protection philosophy for 3 level NPC inverters with respect to the use of Press Pack IGBTs
(CONVERTEAM) / Master
Commande d'un onduleur de tension dédié à la génération d'un réseau triphasé 200V-400Hz (TFE Electronics) /
Master
Développement et implantation expérimentale de stratégies de gestion de systèmes énergétiques hybrides
(AEROCONSEIL AIRCRAFT ENGINEERING) / Master
Optimisation d'une pile à combustible hybridée (AEROCONSEIL AIRCRAFT ENGINEERING) / Master
Optimisation d'une alimentation à découpage à fort rendement (THALES ALENIA SPACE) / Master
Modélisation d'un réseau électrique de réacteur nucléaire (Areva TA) / Master
Etude d'une alimentation avionique 120Watts très hautes performances - Convertisseur primaire et sa réserve
d'énergie (THALES AVIONICS) / Master
Influence de la variation du facteur de puissance sur la stabilité électrique de la chaîne de traction et application à
un véhicule moteur (SBB CBB FFS – Suisse)
Interaction électrique Matériel/Installations fixes de traction électrique (SNCF-CIM) / Master
Construction d'un référentiel d'éléments de coûts valorisés pour les opérations (RTE)
Mise en place d'un modèle et analyse du fonctionnement d'une structure de puissance au travers du logiciel
SIMPLORER (Alsthom Transport) / Master
Etude des retours de courant dans les avions composites (AEROCONSEIL AIRCRAFT ENGINEERING) / Master
Control of more-electric aircraft systems (Univ Manchester – GB) / Master
Bibliothèque de modèles dynamiques d'équipements électrotechniques (CAPSIM) / Master
Assistant responsable d'affaires (SPIE)
TAEE
Poursuite en thèse ?

Équipes de recherche LAPLACE – site N7

GENESYS – « énergie électrique & systémique »
CS – « convertisseurs statiques »
CODIASE – « commande & diagnostic »
GREM3 – « électrodynamique »

plateforme nationale 3DPhi (N7 & UPS)




14
Nombreuses relations industrielles
thèses ministérielles ou CIFRE
TAEE
3ème année GEA - TAEE
Traitement Avancé de
l’Énergie Électrique
15
TAEE