Efficacité Energétique

Modélisation énergétique des transmissions mécaniques en général et des transmissions par engrenages en particulier

Dans ce cadre, l’activité Recherche consiste à élaborer des modèles numériques, permettant d’estimer les pertes de puissance au sein des systèmes de transmissions mécaniques, ainsi que les échauffements qui en résultent. Ces modèles doivent servir d’outils prédictifs en vue d’améliorer les rendements de ces transmissions mécaniques, qui peuvent être des réducteurs mécaniques (boites à vitesses manuelles, trains épicycloïdaux…) ou des systèmes de guidage mécanique (roulements à billes, paliers lubrifiés…) par exemple. Une attention particulière est portée sur la puissance nécessaire à la mise en mouvement de l’huile dans le cas d’une transmission lubrifiée par barbotage. Dans ce cadre, un banc d’essais spécifique a été développé au laboratoire.

La méthode retenue pour modéliser les échanges de chaleur est une approche nodale, qui permet de réaliser un « couplage fort » avec les modèles d’estimation des pertes de puissance, tout en présentant des temps de calculs maîtrisés. Cette approche permet de développer des codes de calcul spécifiques, adaptés aux différentes applications.

Parmi les partenaires industriels : PSA Peugeot Citroën, TOTAL, CETIM, SAFRAN, Flender-Graffenstaden, TIMKEN, Leroy Somer, VOLVO…

Techniques de régulation avancée pour contrôler des machines thermiques

Cette activité de Recherche consiste à améliorer l’efficacité énergétique de machines thermiques, telles que les échangeurs de chaleur, les machines frigorifiques ou encore les chaudières industrielles. Il ne s’agit pas de modifier la conception de la machine à proprement parler, mais d’en optimiser le contrôle dans des modes de fonctionnement imposés. Dans ce cadre, une méthode de commande prédictive a été développée. Cette méthode est basée sur la modélisation physique de la machine à réguler, afin de déterminer les paramètres nécessaires à la mise en œuvre de la commande. La méthode a été mise au point à l’aide d’un banc d’essais du laboratoire composé d’échangeurs thermiques. Elle a également été testée et validée sur des machines frigorifiques industrielles, des chaudières ou encore des fours à induction.

Parmi les partenaires industriels : EDF, Schneider-Electric, SANOFI…

Modélisation énergétique des systèmes de conversion et de stockage de l’énergie électrique

Cet axe de Recherche est une extension de l’approche considérée pour les transmissions mécaniques. Il s’agit de concevoir et modéliser par une analyse multi-physique des systèmes électromécaniques de conversion et de stockage d’énergie, comme les génératrices, moteurs électriques, convertisseurs ou systèmes de stockage électrochimiques. Les modèles développés s’appuient sur un couplage thermo-électro-mécanique permettant de prédire le comportement énergétique de ces systèmes. Les approches matricielles considérées (méthode des réseaux) peuvent être complétées par des analyses locales par éléments ou volumes finis (comme la dynamique des fluides numérique – CFD – par exemple). Une approche expérimentale vient valider et ajuster si nécessaire les outils de calcul développés.

Parmi les partenaires industriels : Laboratoire AMPÈRE, Ansaldo Sistemi Industriali, Cysalys…