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183 results on '"Multon, Bernard"'

2. Computing an Optimal Control Policy for an Energy Storage

Author

Haessig, Pierre, Kovaltchouk, Thibaut, Multon, Bernard, Ahmed, Hamid Ben, and Lascaud, Stéphane

Subjects
Computer Science - Systems and Control
Abstract

We introduce StoDynProg, a small library created to solve Optimal Control problems arising in the management of Renewable Power Sources, in particular when coupled with an Energy Storage System. The library implements generic Stochastic Dynamic Programming (SDP) numerical methods which can solve a large class of Dynamic Optimization problems. We demonstrate the library capabilities with a prototype problem: smoothing the power of an Ocean Wave Energy Converter. First we use time series analysis to derive a stochastic Markovian model of this system since it is required by Dynamic Programming. Then, we briefly describe the "policy iteration" algorithm we have implemented and the numerical tools being used. We show how the API design of the library is generic enough to address Dynamic Optimization problems outside the field of Energy Management. Finally, we solve the power smoothing problem and compare the optimal control with a simpler heuristic control., Comment: Part of the Proceedings of the 6th European Conference on Python in Science (EuroSciPy 2013), Pierre de Buyl and Nelle Varoquaux editors, (2014)

Published
2014

6. Design and modeling of a slotless and homopolar axial-field synchronous machine for a flywheel accumulator

Author

Bernard, Nicolas, Ahmed, Hamid Ben, and Multon, Bernard

Subjects
Business, Computers, Electronics, Electronics and electrical industries
Abstract

A new axial-field synchronous machine designed for a flywheel accumulator is presented herein. The armature and field windings, fixed in the air gap, are made with double-face printed circuits. A specific armature layout provides a sine-distributed magnetomotive force and solves the problem of crossing the ends of the winding. A two-dimensional semi-analytical model at the mean radius, using surfacic permeances, is then developed. Then, inductances, torque, and eddy-current losses are calculated using this model and compared with experimental results. Index Terms--Axial-field synchronous machine, double-face printed winding, flywheel accumulator, surfacic permeance.

Published
2004

7. New multi-rod linear actuator for direct-drive, wide mechanical bandpass applications

Author

Cavarec, Pierre-Emmanuel, Ahmed, Hamid Ben, and Multon, Bernard

Subjects
Actuators -- Research, Business, Computers, Electronics, Electronics and electrical industries
Abstract

In this paper, a new multi-rod linear actuator is presented. This actuator has been developed for high thrust density and wide mechanical bandpass applications. The multi-air-gap concept will first be illustrated and explained. Its advantages will be highlighted thanks to finite-element method optimizations. Next, the multi-rod prototype technology will be discussed. Lastly, experimental measurements for prototype forces will be provided. Index Terms--High mechanical bandpass, linear permanent-magnet motor.

Published
2003

8. Energie : ressources, consommation, conversions d'énergie et cycle de vie (diaporama et exercices corrigés)

Author

Multon, Bernard, Multon, Bernard, Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics]
Abstract

Licence; Ce module de 4h (diaporama et exercices corrigés, pour la plupart à faire en dehors de la classe) s'inscrit dans une unité d'enseignement en Licence 3 du cycle du Magistère de Mécatronique de l'école normale supérieure de Rennes.Il faisait partie de l'Unité d'Enseignement Ecoconception au niveau M1 depuis 2006 (voir article JEEA : Enseignement en Eco-Conception : une expérience à l’ENS de Cachan, https://www.j3ea.org/articles/j3ea/abs/2010/01/j3ea10021/j3ea10021.html) et depuis la rentrée 2017-2018, il est intégré à l'UE Ingénierie des Systèmes au niveau L3.Diaporama :Introduction à l'énergie : vie de l'énergie dans l'univers, unités physiques, puissance et énergie, bilan énergétique mondial, notions de rendements (instantané, énergétique, sur cycle de vie), énergie grise, EPBT, EROEI et EROEI soutenable, raisonnements du puits à la roue (transports terrestres) ;Ressources énergétiques et en matières premières : ressources et réserves, fossiles, fissiles, métaux et terres rares, rapport R/P, ressources renouvelables, évolution de la population humaine et de sa consommation d'énergie depuis le paléolithique ;Énergie électrique : croissance de sa part dans le mix énergétique global, comment la produit-on, bilan mondial 2015, calculs simplifiés de productivités et des coûts de production ;Émissions de gaz à effet de serre : diverses pollutions (globales et locales), émissions de CO2 associées à la combustion des matières fossiles, rejets de GES associés aux services énergétiques, émissions associées à l'exploitation des ressources renouvelables, émissions instantanées de GES de la production d'électricité, comparaisons des émissions sur cycle de vie (GES, COV, NOx, SO2...) des filières électriques et de production de chaleur, cas des véhicules électriques.Exercices corrigés :Conversions et analyses générales de données énergétiquesRejets de CO2 d’un véhicule sur cycle de vieCalcul de rendements d’un convertisseur d’énergieStockage d’électricité via l’hydrogèneHybridation d’une chaîne de traction pour véhicule urbainCoût de production d’électricité et émissions de CO2Rejets de CO2 de la production photovoltaïqueÉmissions de CO2 de l’électricité produite par une éolienne terrestreBilan d’énergie primaire d’un système PV autonomeRendements d’un groupe électrogèneRendement sur cycle de vie d’une alimentation à découpage

Published
2018

9. Efficacité énergétique

Author

Multon, Bernard and Multon, Bernard

Subjects
[SPI] Engineering Sciences [physics]
Abstract

Le document contient un diaporama, des exercices corrigés et un problème.Plan du diaporama : Introduction à l'énergie, Notions de rendementÉmissions de gaz à effet de serreProcédés énergétiques et leur efficacité Réglementation en matière d’efficacité énergétiqueConclusion et règles de base Exercices (avec corrigés) :1- Généralités et analyse de données énergétiques2- Rendements d’un onduleur photovoltaïque3- Amélioration de l’efficacité énergétique du secteur du bâtiment4- Emissions polluantesProblème (avec corrigé) : Fondamentaux de transferts énergétiques, analogies.Charge d’un condensateur par source de tension puis par source de courantCharge mécanique inertielle entraînée par une chaîne réversible

Published
2018

10. Electronique de puissance

Author

Multon, Bernard and Multon, Bernard

Subjects
[SPI] Engineering Sciences [physics]
Abstract

Cette unité d’enseignement fait suite à deux UE (année de Licence 3) concernant les bases de l’électrotechnique et de l’électronique de puissance (hacheurs et redresseurs).Elle comprend 7 séances de 2h cours et TD puis une évaluation écrite de 2h dont la note compte pour la moitié de la note totale de l’UE. L’autre moitié résulte de la moyenne des notes des deux séances de TP. Les notes de TP sont fondées sur la préparation, le travail en séance et le compte rendu.Le présent document contient :-le diaporama de ce cours en 2 parties : Alimentation à découpage forward et flyback Composants (semiconducteurs et passifs) de l’électronique de puissance-4 sujets de TD avec corrigés Alimentation forward Alimentation flyback Composants semiconducteurs de puissance Composants passifs-2 sujets de TP (4h chacun) Alimentations à découpage forward et flyback Composants semiconducteurs et passifs

Published
2017

11. Energétique électrique

Author

Multon, Bernard, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Ecole normale supérieure de Rennes

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], électricité, photovoltaïque, [SPI] Engineering Sciences [physics], renouvelables, éolien, Energie, stockage d'énergie
Abstract

Master; Ce diaporama commence par une analyse de la consommation mondiale d'énergie, pour aller progressivement vers l'électricité. Les différentes voies de production d'électricité sont décrites, notamment celles de conversion des ressources renouvelables. Les impacts environnementaux, notamment les émissions de gaz à effet de serre, sont également abordés.Ensuite, une partie est intégralement consacrée à la production d'énergie éolienne et aux principes des aérogénérateurs électriques. Puis, la production photovoltaïque fait l'objet d'un développement des cellules aux systèmes.Enfin, le stockage d'énergie électrique est étudié d'une façon générique unifiée puis les différentes technologies sont balayées.

Published
2017

12. Contrôle stochastique optimal avec vieillissement pour un véhicule électrique à stockage hybride

Author

Le Goff Latimier, Roman, Multon, Bernard, Ben Ahmed, Hamid, Le Goff Latimier, Roman, École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université de Lorraine [UL], and Sciencesconf.org, CCSD

Subjects
modèle de pertes, programmation dynamique stochastique, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, vieillissement en cyclage, vieillissement calendaire, Véhicule électrique, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, stockage hybride, co-optimisation, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; Afin d'améliorer les performances sur cycle de vie du système de stockage des véhicules électriques, leur hybri-dation-typiquement supercondensateurs et Lithium Ion-peut être considérée. Le dimensionnement sur cycle de vie d'un tel système est un problème de co-optimisation où le vieillissement de la batterie hybride doit être pris en compte à la fois lors du dimensionnement et lors de la gestion. Cet article se propose donc d'introduire des modèles de vieillissement dans le problème de contrôle optimal d'une batterie hybride. Le vieillissement calendaire et le vieillissement en cyclage sont ajoutés à l'estimation des pertes, classiquement considérées pour les deux technologies de stockage. La stratégie de contrôle optimal est déterminée par programmation dynamique stochastique, où le comportement du conducteur est modélisé par un processus aléatoire. Les performances obtenues sont comparées avec des méthodes de gestion classiques le long de cycles standards et de trajectoires de conduite aléatoires

Published
2018

14. Dimensionnement Magneto-Mécanique des Plots Feuilletés d'un Multiplicateur Magnétique pour l'Éolien de Forte Puissance

Author

Desvaux, Melaine, Multon, Bernard, Ben Ahmed, Hamid, Sire, Stéphane, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Brest (UBO)-Université de Bretagne Sud (UBS), Desvaux, Melaine, and Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI.MECA.STRU]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Structural mechanics [physics.class-ph], [SPI.MECA.STRU] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Structural mechanics [physics.class-ph], [SPI.MECA.STRU]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of the structures [physics.class-ph]
Abstract

This article deals with the magneto-mechanical sizing of laminated ferromagnetic pole pieces of a magnetic gear. This ring is subjected to a magnetic field, which generates radial and tangential loads on the pole pieces. To ensure the mechanical strength, we propose a support bar geometry which does not lessen magnetic properties and which correctly maintains the laminated pole pieces. From a multibody model where the stiffnesses are determined from a 1-D model for the support bars, it is possible to determine a first approximation of the stress and the displacement of the different support bars due to a static magneto-mechanical load. An example of magnetic gear with 151 laminated pole pieces (3,9 MW wind turbine) is proposed., Cet article traite du dimensionnement de la couronne de plots magnétiques feuilletés d'un multiplicateur magnétique. Cette couronne subit un champ magnétique qui génère des chargements radiaux et orthoradiaux sur chacun des plots. Pour assurer la résistance mécanique de ces éléments, nous proposons de concevoir une cage constituée de flasques et de barres supports amagnétiques qui maintiennent mécaniquement les plots feuilletés et qui préservent les propriétés magnétiques du multiplicateur. A partir d'un modèle multi-corps dont les rigidités sont déterminées via un modèle de type poutre pour les barres supports, il est possible d'obtenir une première approximation des déplacements et des contraintes subis par ces barres dans le cas d'un chargement magnétique statique. Un exemple d'un multiplicateur magnétique composé de 151 plots magnétiques feuilletés dimensionné pour une éolienne de 3.9 MW est proposé.

Published
2017

15. Ecole normale supérieure de Rennes / Université de Rennes 1 Master 1 (S1) Ingénierie des Systèmes Complexes UE ENER 2a – Conversion d'énergie 2a (4 ECTS)

Author

Multon, Bernard and Multon, Bernard

Subjects
transistors et diodes de puissance (MOSFET, AC-DC et DC-AC, modulation de largeur d'impulsion, IGBT), [SPI] Engineering Sciences [physics], valeur moyenne glissante, Semi-conducteur de puissance, associations convertisseurs-machines, pertes et échauffements, structures de convertisseur DC-DC
Abstract

Cette unité d’enseignement fait suite à deux UE (année de Licence 3) concernant les bases de l’électrotechnique et de l’électronique de puissance (hacheurs et redresseurs).Elle comprend 7 séances de 2h cours et TD puis une évaluation écrite de 2h dont la note compte pour la moitié de la note totale de l’UE. L’autre moitié résulte de la moyenne des notes des deux séances de TP. Les notes de TP sont fondées sur la préparation, le travail en séance et le compte rendu.Le présent document contient :-le diaporama de ce cours en 2 parties : Alimentation à découpage forward et flyback Composants (semiconducteurs et passifs) de l’électronique de puissance-4 sujets de TD avec corrigés Alimentation forward Alimentation flyback Composants semiconducteurs de puissance Composants passifs-2 sujets de TP (4h chacun) Alimentations à découpage forward et flyback Composants semiconducteurs et passifs

Published
2016

16. Dimensionnement magnéto-mécanique des plots magnétiques feuilletés d'un multiplicateur magnétique pour l'éolien de forte puissance

Author

Desvaux, Melaine, Sire, Stéphane, MULTON, Bernard, Ben, Ahmed, Hamid, Association Française de Mécanique, and Service irevues, irevues

Subjects
dimensionnement magnéto, mécanique, optimisation, Multiplicateur magnétique, plots magnétiques feuilletés, éolien, [PHYS.MECA]Physics [physics]/Mechanics [physics], [PHYS.MECA] Physics [physics]/Mechanics [physics]
Abstract

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Les multiplicateurs mécaniques à engrenages sont couramment utilisés dans les chaînes indirectes de conversion d'énergie électromécanique. Ils permettent d'obtenir un plus faible coût d'investissement et une plus faible masse que les chaînes directes. En contrepartie, ils augmentent les risques de défaillance et les coûts de fonctionnement associés. Le contexte de cette étude est celui des chaînes à génératrice semi-rapide et à multiplicateur magnétique, c'est à dire sans contact mécanique. La structure du multiplicateur magnétique étudiée est composée d'un rotor rapide à aimants, d'un rotor lent à aimants et d'une couronne de plots magnétiques intercalée entre les deux rotors. Cette dernière module les ondes de force magnétomotrice créées par les rotors dans les entrefers et produit un couple magnéto-mécanique moyen non nul ce qui génère une transmission de puissance. Cette architecture compétitive offre des performances potentiellement élevées pour des applications à fort couple comme l'éolien de forte puissance. Cette compétitivité est cependant à évaluer dans ce contexte éolien où le système est soumis à de fortes perturbations du couple aérodynamique pouvant générer des problèmes magnéto-mécaniques comme le désaccouplement magnétique des deux rotors ou la vibration des différentes pièces. Cette étude traite du dimensionnement de la couronne de plots magnétiques feuilletés. Cette couronne subit un champ magnétique qui génère des chargements radiaux et orthoradiaux sur chacun des plots. Pour assurer la résistance mécanique de ces éléments, nous proposons de définir et d'optimiser des barres supports qui maintiennent mécaniquement les plots feuilletés et qui préservent les propriétés magnétiques du multiplicateur (pas de modification du champ magnétique ni des entrefers). A partir d'un modèle multi-corps dont les rigidités sont déterminées avec un modèle de type poutre pour les barres supports, il est possible de déterminer une première approximation des déformations et des contraintes subies par ces barres dans le cas d'un chargement magnéto-mécanique statique. Une optimisation est proposée pour un multiplicateur de 6MW dans le contexte de l'éolien. L'objectif de cette optimisation est de minimiser le coût des matériaux magnétiques du multiplicateur et de maximiser la raideur des barres supports. L'optimisation comprend sept paramètres : les épaisseurs des aimants , des culasses , des pots ferromagnétiques et les nombres de paires de pôles des rotos à aimants . Dans un premier temps, les chargements radiaux et tangentiels sont déterminés. La procédure d'optimisation est basée sur un algorithme OEP (optimisation par essaims particulaires) ; les contraintes d'optimisation prennent en compte les contraintes mécaniques et magnétiques et seront présentées dans le papier final. Nous montrons alors qu'il est possible de maintenir les plots magnétiques à l'aide des barres supports avec des déplacements inférieurs à 5% des entrefers.

Published
2017

17. Moteur photovoltaïque

Author

Queval, Loic, Coty, Alain, Hebert, Baptiste, Vido, Lionel, Multon, Bernard, Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris (GeePs), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Saurea, Queval, Loic, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism
Abstract

International audience; Saurea propose un moteur à reluctance variable photovoltaïque de faible puissance, adapté aux étudiants, pour servir de support de cours aux énergies renouvelables et à la conversion d'énergie.

Published
2017

18. Analytical bi-objective optimization of magnetic gear for wind turbine

Author

Desvaux, Melaine, Multon, Bernard, Sire, Stéphane, Ben Ahmed, Hamid, Desvaux, Melaine, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), MMA, Laboratoire brestois de mécanique et des systèmes (LBMS), and École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)

Subjects
[SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism
Abstract

This article deals with a bi-objective mass-efficiency optimization approach of a magnetic gear for high power wind turbine applications (a few MW). This optimization evaluates the magnetic performances of the magnetic gear from a magnetostatic analytical model based on Laplace's and Poisson's equation resolutions. This model permits to determine the magnetic torque, eddy current losses in magnets, iron losses in yokes and also iron losses in pole pieces by coupling this model with a permeance network. Finally, a particle swarm optimization algorithm (PSO) is implemented to optimize mass of active parts and efficiency of a 6 MW magnetic gear., Cet article présente une démarche d'optimisation bi-objective masse-rendement d'un multiplicateur magnétique pour l'éolien de forte puissance (plusieurs MW). Cette optimisation évalue les performances magnétiques du multiplicateur à partir d'un modèle magnétostatique explicite basé sur la résolution formelle des équations de Laplace et de Poisson. Ce modèle permet alors de déterminer le couple magnétique, les pertes par courants induits dans les aimants, les pertes dans les culasses et aussi dans les plots en couplant ce modèle avec un réseau de perméances. Enfin, un algorithme d'optimisation par essaims particulaires (PSO) est mis en oeuvre pour optimiser la masse des parties actives et le rendement d'un multiplicateur magnétique de 6 MW.

Published
2017

19. Influence of the wave dispersion phenomenon on the flicker generated by a wave farm

Author

Blavette, Anne, Kovaltchouk, Thibaut, Rongère, François, Jourdain de Thieulloy, Marilou, Leahy, Paul, Multon, Bernard, Ben Ahmed, H., Blavette, Anne, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de mécanique des fluides (LMF), École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Centrale de Nantes (ECN), and University College Cork (UCC)

Subjects
hydrodynamic modelling, time delay-based approach, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Flicker, aggregation effect, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; — The inherently fluctuating nature of waves may be reflected to some extent in the power output of wave energy converters (WECs). These fluctuations can induce voltage fluctuations which can potentially generate flicker. Hence, wave farm managers will be required to demonstrate that their farm is compliant with grid codes and similar regulations, in order to be granted grid connection. This is usually performed through grid impact assessment studies by means of numerical power system simulators. However, in many studies, the electrical power output of a wave farm is calculated as the sum of identical power profiles corresponding to a single WEC, each shifted by a random time delay. Hence, this approach does not take into account the wave dispersion phenomenon. A comparative study was performed, and is presented in this paper, for assessing the validity of neglecting the influence of this phenomenon on flicker. This study is expected to contribute in defining the required level of hydrodynamic detail necessary for simulating the output power of a wave farm when it is to be used for flicker analyses.

Published
2017

20. COMPOSANTS PASSIFS DE L'ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE (magnétiques et capacitifs)

Author

Multon, Bernard, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Ecole normale supérieure de Rennes

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], Inductances, Electronique de puissance, [SPI] Engineering Sciences [physics], Ferrites, Condensateurs, Transformateurs, Composants magnétiques
Abstract

Master; Après une description du contexte d'utilisation des composants magnétiques et des condensateurs en électronique de puissance, ce document fournit les bases de leur dimensionnement. Sont concernés : les inductances, les transformateurs de puissance, d'impulsion et de courant ainsi que les condensateurs de puissance.

Published
2015

22. Modélisation des pertes dans les aimants des multiplicateurs magnétiques pour l'éolien

Author

Desvaux, Melaine, Le Goff Latimier, Roman, Ben Ahmed, Hamid, Multon, Bernard, Sire, Stéphane, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Brest (UBO)-Université de Bretagne Sud (UBS), Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS), and Desvaux, Melaine

Subjects
[SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism
Abstract

International audience; Cet article présente une modélisation explicite des pertes magnétiques (par courants induits) dans les aimants d'un multiplicateur magnétique dédié à l'éolien de forte puissance. Le modèle 2D proposé est basé sur l'hypothèse d'une réaction magnétique des courants induits négligeable sur la répartition du champ des aimants. L'épaisseur de peau est ainsi supposée très grande devant les dimensions des aimants. Ce modèle simplifié sera confronté aux résultats obtenus par un modèle éléments finis magnétodynamique en régime transitoire. Seront également analysées les limites du modèle explicite vis-à-vis des dimensions des aimants et de la fréquence de rotation. L'objectif final du modèle proposé est de s'intégrer à un ensemble de modèles destinés à l'optimisation mécatronique du dimensionnement d'un multiplicateur magnétique dans le cadre de son insertion dans une chaine semi rapide pour l'éolien de forte puissance (MW). Par ailleurs, ce modèle permettra de compléter l'analyse du comportement mécanique dynamique (décrochage, résonances, …) vis-à-vis des perturbations liées au vent.

Published
2016

23. Efficacité énergétique : aspects physiques et technologiques de la conversion d'énergie (6ème Ecole Energies & Recherches Roscoff 23-28 mars 2014)

Author

Multon, Bernard, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Ecole Energies Recherches (CNRS, CEA, ADEME)

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], électricité, énergie primaire, [SPI] Engineering Sciences [physics], rendement, efficacité énergétique, thermodynamique, énergie
Abstract

Doctoral; Il s'agit d'aborder, de façon transversale au sciences de l'ingénieur, la problématique de l'efficacité énergétique.Après avoir précisé le sens des termes employés, en particulier ceux d’efficacité énergétique (relatif au service) et de rendement énergétique (physique), différents exemples de conversion énergétique sont balayés. Puis, la notion de puissance est définie comme le débit d’une conversion énergétique et une caractéristique importante des convertisseurs. Le rendement d’une conversion fait alors l’objet de développement dans une large variété de cas (chaleur, énergies mécanique et électrique…) où les limites, notamment la limite thermodynamique de Carnot, sont explicitées. Ensuite, les notions de rendement instantané (ou en puissance) et rendement sur cycle (ou énergétique) sont formalisées, et celle de rendement sur cycle de vie est introduite en incluant des notions de soutenabilité. Enfin, l’importance de la qualité de la gestion des conversions, du dimensionnement des convertisseurs et des usages est analysée, en particulier, pour bien mettre en évidence que maximisation de l’efficacité énergétique d’un système permettant de satisfaire un service ne rime pas nécessairement avec minimisation de sa consommation énergétique. Des exemples, dans des domaines variés (éclairage, transports, production d’électricité…) viendront illustrer les propos

Published
2014

24. Effet du pas de temps sur la simulation d'un système éolien-stockage

Author

Haessig, Pierre, Multon, Bernard, Ben Ahmed, Hamid, Sciencesconf.org, CCSD, Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics]
Abstract

International audience; Les simulations temporelles sont souvent utilisées pour étudier la performance de système d’énergie, surtout en présence d’entrées aléatoires telles qu’une production éolienne. Ces simulations utilisent généralement un pas de temps long (1 h) pour garder un temps de calcul raisonnable, mais aussi parce que les données disponibles ont souvent une résolution temporellefaible. Pourtant, les productions éoliennes (machine seule ou ferme) présentent des fluctuations rapides qui sont masquées pour un moyennage horaire. À partir de données de production d’une ferme éolienne à pas fin (5 s), nous étudions l’effet du pas de temps sur une simulation d’un système éolien-stockage, en particulier sur les grandeurs importantes pour le dimensionnement (performance, vieillissement, pertes). On observe que les statistiques de performance (écart à un engagement de production) sont faiblement impactées par l’agrégation des données. Les effets sur le vieillissement en cyclage, en partie contre-intuitifs, sont aussianalysés.

Published
2016

25. Eddy current loss modelization in permanent magnets of magnetic gears for wind turbine application

Author

Desvaux, Melaine, Le Goff Latimier, Roman, Ben Ahmed, Hamid, Multon, Bernard, Sire, Stéphane, and Desvaux, Melaine

Subjects
[SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism
Abstract

Cet article présente une modélisation explicite des pertes magnétiques (par courants induits) dans les aimants d'un multiplicateur magnétique dédié à l'éolien de forte puissance. Le modèle 2D proposé est basé sur l'hypothèse d'une réaction magnétique des courants induits négligeable sur la répartition du champ des aimants. L'épaisseur de peau est ainsi supposée très grande devant les dimensions des aimants. Ce modèle simplifié sera confronté aux résultats obtenus par un modèle éléments finis magnétodynamique en régime transitoire. Seront également analysées les limites du modèle explicite vis-à-vis des dimensions des aimants et de la fréquence de rotation. L'objectif final du modèle proposé est de s'intégrer à un ensemble de modèles destinés à l'optimisation mécatronique du dimensionnement d'un multiplicateur magnétique dans le cadre de son insertion dans une chaine semi rapide pour l'éolien de forte puissance (MW). Par ailleurs, ce modèle permettra de compléter l'analyse du comportement mécanique dynamique (décrochage, résonances, …) vis-à-vis des perturbations liées au vent.

Published
2016

26. Conception et Mise en Œuvre d'un Emulateur de Chaînes de Conversion avec Lissage : Applications aux Houlogénérateurs Directs

Author

Darkawi, Abdallah, Kovaltchouk, Thibaut, Ben Ahmed, Hamid, Multon, Bernard, Sciencesconf.org, CCSD, Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN), Institut de Recherche en Electrotechnique et Electronique de Nantes Atlantique EA4642 (IREENA), Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics]
Abstract

International audience; L'intégration au réseau de la production des sources d'énergies marines renouvelables est une problématique majeure : lissage de la production, respect de la contrainte de qualité d'énergie, autant de travaux à mener afin d'accroître le taux de pénétration de ces sources dans les réseaux électriques futurs. Ainsi le développement des bancs de test s'avère indispensable pour étudier et contribuer à la validation de tels travaux. Cet article présente la modélisation et la conception d'un dispositif permettant de valider des modèles énergétiques de la chaine électrique d'un houlogénérateur et tester matériellement les lois de gestion du lissage. Le système est composé de deux ponts triphasés dos-à-dos : un pont émulant l'ensemble convertisseur-génératrice avec sa loi de récupération d'énergie et un autre pont injectant l'énergie au réseau, et d'un système de lissage composé essentiellement d'un hacheur réversible et d'un banc de supercondensateurs, piloté selon une loi de gestion donnée.

Published
2016

27. Estimation method for evaluating the wave-induced flicker level emitted by a tidal energy farm

Author

Blavette, Anne, Ben Ahmed, Hamid, Multon, Bernard, Morvan, Lukas, Verschae, Alice, O 'Sullivan, Dara, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Marine nationale, University College Cork (UCC), Marie Curie Intra-European Fellowship, Blavette, Anne, and École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)

Subjects
device number, flicker, impedance angle, Tidal turbine, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, wave, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; The inherently fluctuating nature of sea waves can be reflected to a significant extent in the power output of tidal turbines. However, these fluctuations can give rise to power quality issues such as flicker. Hence, it is important to assess the impact which tidal farms may have on their local network before such power plants are allowed to connect to the grid. This paper analyses under which sea-state and grid conditions a 30 MW rated tidal farm breaches the grid code requirements in terms of short-term flicker level. Then, it describes a simplified method for estimating the flicker level by means of an equivalent sinusoidally-modulated voltage profile.

Published
2015

30. Une approche de dimensionnement sur cycle de vie pour l'analyse du potentiel de la distribution en courant continu dans le bâtiment

Author

Jaouen, Cédric, Multon, Bernard, Barruel, Franck, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Multon, Bernard, Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)

Subjects
énergie grise, Eco-conception, énergie primaire, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Distribution en courant continu, Bâtiment, Cycle de vie, Convertisseur DC/DC flyback, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

National audience; Le nouveau contexte énergétique au sein du bâtiment (apparition des systèmes PV en toiture et des véhicules électriques) pose à nouveau la question de la distribution en continu au sein des bâtiments. Dans un contexte où l'énergie et les impacts environnementaux prennent chaque jour plus d'importance, la quantification des performances d'un tel système selon sa seule phase d'usage (pertes énergétiques) ne répond pas complètement à la question de l'impact global des usages. Dans cette optique nous proposons d'éco-dimensionner les composants constituant ce système sur la base d'une minimisation de l'énergie primaire qu'ils consomment pendant tout le cycle de vie (pertes + énergie grise), l'un des objectifs étant d'évaluer le niveau de tension optimale pour ce réseau de distribution en courant continu. Cet article présente les modèles élaborés pour les éléments de puissance pour déterminer les pertes et l'énergie grise, ensuite des résultats d'optimisation sont présentés. The new energetic context inside building (emergence of photovoltaic array and electric vehicle) should incite us to reconsider the use of DC distribution scheme for building. Since the environmental and energetic impacts become more and more important, the efficiency assessment of such system is nowadays not sufficient to quantify its global environmental impacts. In this context, we propose to eco-design the components of such system minimizing their primary energy consumption during their whole life cycle (from raw material extraction to recycling process). The global aim of our work is to determine the best voltage level for such system according this criterion. This article presents the models which have been developed to assess the primary energy consumption of power electronic components and some eco-designs and sensitivity studies are presented.

Published
2011

31. Ressources énergétiques et solutions pour l'alimentation en électricité des populations isolées

Author

Multon, Bernard, Moine, Gérard, Aubry, Judicael, Haessig, Pierre, Jaouen, Cédric, Thiaux, Yaël, Ben Ahmed, Hamid, Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Transénergie, Transenergie, Institut d’Electronique et des Systèmes (IES), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe énergie et matériaux (GEM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Multon, Bernard

Subjects
tarification, petite hydraulique, autonomous photovoltaic, small hydropower, hybrid energy systems, small wind turbines, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, consumer behaviour, groupes électrogènes, maintenance, fueled engine-driven generator, photovoltaïque autonome, electricity pricing, Electrification des sites isolés, systèmes hydrides de production, comportement du consommateur. Electrification of remote communities, petit éolien, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

National audience; Une proportion significative (un peu moins du quart) de la population mondiale n'a pas accès à l'électricité, un bien pourtant considéré aujourd'hui comme indispensable pour vivre décemment. Cela concerne essentiellement les populations pauvres qui n'y ont pas encore accès, mais également des populations plus aisées, trop éloignées des grands réseaux pour qu'il soit rentable de les raccorder. Ce papier propose un bilan des principales ressources disponibles pour être converties en électricité mais également une analyse des besoins énergétiques. Ensuite, sont balayées assez rapidement les différentes solutions technologiques actuellement employées (diesel, photovoltaïque et éolien autonomes, hybrides, pico-hydroélectriques...). Les aspects sociologiques, qui jouent un rôle très important dans le bon fonctionnement et dans la pérennité des systèmes, sont également évoqués car ils doivent être pris en compte par le technicien, l'ingénieur et le chercheur afin de proposer des solutions plus en adéquation avec les réalités du terrain. A significant proportion (about a quarter) of the world's population has no access to electricity, that is, a service regarded today as being essential to have a decent life. This concerns essentially the poor populations which still lack access to electricity, but also some better-off ones, which are too far away from the major power grids so that it is not profitable to connect them. This paper provides an overview of the main resources available to be converted into electricity but also of the energy needs. Then, the various technological solutions used at present are fairly quickly analysed (diesel, photovoltaic and wind autonomous, hybrid, picohydro...). The sociological aspects, which play a very important role in the good operating and sustainability of systems, are also discussed because they should be taken into account by technicians, engineers and researchers, in order to provide solutions more in line with the reality in the field.

Published
2011

32. Design Optimization Methodology for Power Converters based on Global Energy Requirement Criteria. Application to a Flyback DC-DC Structure

Author

Jaouen, Cédric, Multon, Bernard, Barruel, Franck, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Multon, Bernard

Subjects
DC-DC power converter, Device modelling, LCA, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Flyback, Embodied Energy, Life Cycle Analysis, Power Electronics, Sizing, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; This paper discusses a design methodology for power electronic converters according to the Global Energy Requirement (GER) criterion, i.e. the primary energy consumption over their entire life cycle. For given specifications of the converter, each power component of a self-oscillating flyback converter and the main control parameters are optimized using scaling laws for given technologies. Models linking sizes of components, loss parameters and embodied energy parameters are presented. Finally a comparison is realized between a GER-designed converters and a classical one (designed from thermal criteria) which concludes to an improvement of efficiency for a given consumption profile.

Published
2011

33. Wiring design based on Global Energy Requirement criteria: a first step towards an eco-designed DC distribution voltage

Author

Jaouen, Cédric, Multon, Bernard, Barruel, Franck, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)

Subjects
[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; Nowadays, the global energy context leads to a need for the development of distributed Renewable Energy Sources (RES). Since most of them produce direct current while electricity flows in alternative current in the network, the energy produced by RES has to be converted. As modern electrical loads and storage systems can be potentially fed with direct current, the DC distribution scheme need to be evaluated. Then, we need to determine its specification (topology, voltage level, protection device...). Some papers have already shown the reduction of conduction losses induced by a DC distribution [1], others presented some distribution schemes [2] or efficiency analysis [3]-[4] for different voltage levels in a given case study. This paper proposes the first steps of a method for the optimization of the voltage level for a DC distribution scheme according to environmental issues, and focuses on the wire eco sizing. In a first part, we will present our global approach, i.e. the constituent which will be taken into account and the criteria which has been selected before focusing on the wiring design. In a second time, we will present the models and the case studies which have been considered to design wires. And finally we will present our results, comparing our approach with the recommendation made by French standards in our case studies and carrying out a sensitivity study about our working hypothesis.

Published
2011

34. Investigation of DC distribution by measuring and modelling power supply devices for buildings with PV production

Author

Jaouen, Cédric, Barruel, Franck, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Multon, Bernard, Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)

Subjects
Direct current, global energy requirement, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, PV production, local distribution network, power supply devices, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; Due to governmental incentive policies, most of the photovoltaic panels installed in France are connected to the power grid, thus requiring power transformation components. Since any type of load can be potentially fed with direct current, we investigated DC distribution by measuring and modelling power supply devices. This paper presents measurement methods, models and validation, with concrete application for a multimedia workstation. Finally, we expose the prospects of our work whose goal is to optimize the value of DC voltage to minimize energy consumption (especially global energy requirement) throughout the life cycle.

Published
2010

35. Application des aimants aux machines électriques

Author

Multon, Bernard, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Ecole normale supérieure de Rennes

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics]
Abstract

1- Historique, introduction2- Modélisation d’un aimant2.1- Aimants « rigides » (ou durs)2.2- Aimant dur dans un circuit magnétique. Point de fonctionnement2.3- Aimants « peu rigides »2.4- Formulation de l’énergie interne des aimants rigides3- Caractéristiques des différentes technologies3.1- Caractéristiques générales des aimants permanents actuels3.2- Causes de désaimantation irréversible et vieillissement3.3- Exemples de courbes de caractéristiques B(H) de différentes technologies d’aimants4- Dimensionnement, applications4.1- Principe du dimensionnement, critère d’Evershed4.2- Intérêt des aimants pour les systèmes magnétiques4.3- Exemples de moteurs ou générateurs4.4- Quelques aspects du dimensionnement des inducteurs multipolaires4.5- Exemple de caractéristiques de machines à aimants5- Bibliographie6- Remarques sur les unités; Doctoral; Il s'agit de notes de cours distribuées aux élèves de l'ENS de Cachan puis de Rennes (préparation à l'agrégation de Génie Electrique) mais elles pourront être utiles également à ceux de Physique et Electricité Appliquée, des CAPET et CAPES correspondants, des Ecoles d'Ingénieurs où l'on enseigne l'électrotechnique ainsi que les licences et masters du domaine de l'EEA. Tout d'abord, une modélisation des aimants permanents est proposée en vue de leur dimensionnement dans les machines électriques (moteurs, générateurs, actionneurs). La formulation de l'énergie interne des aimants est fournie et permet de mieux comprendre que les aimants échangent de l'énergie avec leur environnement (ce qui pourrait être utile pour faire tomber les nombreux mythes de machines à mouvement perpétuel mettant en oeuvre des aimants !).Puis, les caractéristiques des principales technologies (notamment ferrites, samarium-cobalt et néodyme-fer_bore) sont fournies et sont illustrées par de nombreux exemples. Les causes de désaimantation et de vieillissement sont également balayées. Enfin, les grands principes de leur dimensionnement (avec entre autres une analyse du critère d’Evershed) sont décrits et des exemples sont fournis.

Published
2010

36. LES MACHINES SYNCHRONES AUTOPILOTÉES

Author

Multon, Bernard, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], machines à aimants, onduleurs de courant, [SPI] Engineering Sciences [physics], onduleurs de tension, Machines synchrones autopilotées
Abstract

1- GÉNÉRALITES SUR LA MACHINE À COURANT CONTINU ET SUR LA MACHINE SYNCHRONE1.1 - COMPARAISON MACHINE À COURANT CONTINU – MACHINE SYNCHRONE AUTOPILOTÉE1.2 - TYPES DE MACHINE SYNCHRONE ET MODÈLES1.3 - VISION MACROSCOPIQUE DE LA CONVERSION D’ÉNERGIE. CALCUL DU COUPLE ÉLECTROMAGNÉTIQUE MOYEN ET INSTANTANÉ2- LES MACHINES SYNCHRONES AUTOPILOTÉES ALIMENTÉES EN COURANT SINUSOIDAL2.1-DIAGRAMME DE FRESNEL. EXPRESSION DU COUPLE2.2-PRINCIPE D’ALIMENTATION ET DE CONTRÔLE3- LES MACHINES À COURANT CONTINU SANS BALAIS (F.E.M. TRAPEZOIDALES)3.1-PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT3.2-ALIMENTATION ET CONTRÔLE4- LES MACHINES SYNCHRONES AUTOPILOTÉES À COMMUTATEUR DE COURANTÀ THYRISTORS EN COMMUTATION NATURELLE4.1-PRINCIPE4.2-EXEMPLES D’APPLICATION4.2.1- MOTEURS SYNCHRONES DOUBLE ÉTOILE (MOTRICE SYBIC)4.2.2- MOTEURS SYNCHRONES SIMPLE ÉTOILE5- BIBLIOGRAPHIE; DEA; Ce cours traite des grands principes des machines synchrones autopilotées, c'est-à-dire à alimentation électronique, donc sans balais ni collecteur.Après un rappel des principes des machines synchrones (à inducteur bobiné ou à aimants), il traite successivement les ensembles convertisseurs-machines à forces électromotrices sinusoïdales, puis celles à F.E.M. trapézoïdales pour finir par les systèmes de forte puissance alimentés par onduleurs de courant à thyristors en commutation naturelle.

Published
2010

37. La récupération de l'énergie de la houle, partie 2 : systèmes de récupération et aspects électriques

Author

Aubry, Judicael, Babarit, Aurélien, BEN AHMED, Hamid, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de mécanique des fluides (LMF), École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Multon, Bernard

Subjects
[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

National audience; Cet article traite, en deux parties, de la problématique de récupération de l'énergie de la houle. La première partie est consacrée à la caractérisation de la ressource énergétique que constitue la houle, et dans un second temps, à la modélisation physique de l'interaction d'un fluide avec une structure, problème physique typique dans la récupération de l'énergie des vagues. Dans la seconde partie, un panorama de plusieurs récupérateurs de l'énergie de la houle, aussi appelés houlogénérateurs, sera présenté mais ne saurait être exhaustif étant donnée la diversité de principes qui existent. Le dernier chapitre mettra en avant les problématiques de génie électrique spécifiques à de tels systèmes.

Published
2009

38. Comparison between Lead-Acid and Li-Ion Accumulators in Stand-Alone Photovoltaic System Using the Gross Energy Requirement Criteria

Author

Thiaux, Yaël, Schmerber, Louis, Seigneurbieux, Julien, Multon, Bernard, BEN AHMED, Hamid, Multon, Bernard, Institut d’Electronique et des Systèmes (IES), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe énergie et matériaux (GEM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)

Subjects
Lithium-Ion, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Lead-acid, Life cycle analysis, Gross Energy Requirement, SAPV system, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; The high economic (and energetic) cost of storage accumulator system is still limiting the proliferation of SAPV system. Presently, due to its technical maturity and its low economical investment cost, the storage system universally used in SAPV market, is the lead-acid technology. Nevertheless, the advantages offered by the Lithium-ion (Li-ion) technology in terms of better charging/discharging efficiencies and ageing make Li-ion accumulators more and more envisioned in such applications. In this paper, sizing optimisations of SAPV systems have been lead for each accumulator technology considered. The photovoltaic system has been simulated hour by hour on the whole cycle life duration. Experimental outcomes, lead in order to establish a complete energetic model for Li-ion accumulators, are presented in this paper. Results have been compared using the Gross Energy Requirement (GER) criterion of the whole SAPV system. Results show that Li-ion technology allows us to reduce the energy cost of SAPV systems notably when considering a simulation duration corresponding to the expected life time of PV panels.

Published
2009

39. Optimisation du dimensionnement d'une génératrice à induction linéaire tubulaire appliquée dans un système de micro-cogénération à moteur Stirling

Author

Dang, Thu Thuy, Ruellan, Marie, Ben Ahmed, Hamid, Prevond, Laurent, Multon, Bernard, GREMAN (matériaux, microélectronique, acoustique et nanotechnologies) (GREMAN - UMR 7347), Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Tours-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sciencesconf.org, CCSD, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

Cet article présente l'optimisation du dimensionnement d'une génératrice à induction linéaire tubulaire intégrée dans un système de micro-cogénération motorisé par un moteur Stirling à piston libre " double effet ". Un des objectifs principaux est naturellement de maximiser la puissance électrique utile. Tout d'abord, un modèle analytique électromagnétique considérant la structure axisymétrique de la génératrice a été établi. Les vecteurs de Poynting radiaux y sont calculés permettant d'obtenir la force axiale en fonction du glissement. Les effets d'encoches et d'extrémités sont pris en compte par le développement en série de Fourier du courant inducteur. Les résultats théoriques s'avèrent cohérents avec les mesures expérimentales. Le modèle électromagnétique validé a permis de calculer les paramètres du schéma monophasé équivalent. Ensuite, dans le contexte du micro-cogénérateur, la génératrice est entraînée mécaniquement par le moteur Stirling avec un mouvement oscillatoire rapide. Une commande vectorielle de la force résistante a été adoptée pour assurer le fonctionnement en mode génératrice électrique et aussi la stabilité du moteur Stirling à piston libre. Un modèle découplé appelé le 'modèle énergie' a été construit pour permettre le calcul rapide du rendement électrique global du système. Finalement, le processus d'optimisation mettant en oeuvre le modèle analytique électromagnétique, le 'modèle énergie' et l'algorithme génétique NSGA-II, a permis de valider l'intérêt de la génératrice à induction linéaire tubulaire dans cette application.

Published
2014

40. Lissage d'une production houlogénérée: gestion et dimensionnement d'un système de stockage par supercondensateurs sous contrainte de flicker

Author

Kovaltchouk, Thibaut, Audoux, Kévin, Rouland, Simon, Aubry, Judicael, BEN AHMED, Hamid, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Pôle Systèmes et Energie Embarqués pour les Transports, Centre de Recherche et d'Ingénierie de l'ESTACA (CERIE), École Supérieure des Techniques Aéronautiques et de Construction Automobile (ESTACA)-École Supérieure des Techniques Aéronautiques et de Construction Automobile (ESTACA), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Sciencesconf.org, CCSD

Subjects
[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

Cet article examine le problème du dimensionnement et de la gestion d'un système de stockage électrique composé de supercapacités pour un houlogénérateur direct avec comme exemple le projet SEAREV. L'objectif principal consiste à permettre l'intégration au réseau en respectant les contraintes de flicker. Nous introduisons une gestion dépendant à la fois de l'état d'énergie du système de stockage, mais aussi de la puissance produite par le houlogénérateur. Cette gestion est optimisée pour chaque dimensionnement afin de réduire les pertes électriques, tout en respectant strictement le critère de flicker. Le dimensionnement final doit minimiser le coût total du système, en prenant en compte à la fois l'investissement (coût des supercondensateurs) et l'exploitation (pertes dans les supercondensateurs).

Published
2014

41. Quelle importance du choix de la loi de gestion pour dimensionner un système de stockage d'énergie ?

Author

Haessig, Pierre, Multon, Bernard, BEN AHMED, Hamid, Lascaud, Stéphane, Sciencesconf.org, CCSD, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), EDF (EDF), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Laboratoire des Matériels Électriques (EDF R&D LME), EDF R&D (EDF R&D), and EDF (EDF)-EDF (EDF)

Subjects
[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

Beaucoup de systèmes énergétiques nécessitent une loi de gestion pour leur bon fonctionnement.Le réglage de cette loi nécessite souvent beaucoup de ressources et la loi résultante dépend généralement du dimensionnement.Comme une étude de dimensionnement nécessite d'évaluer la performance du système pour beaucoup de dimensionnements différents,le concepteur est souvent amené à utiliser des lois de gestion simplifiées lors de la phase de dimensionnement.Quelle est la sensibilité du résultat obtenu vis-à-vis de ce choix ?Pour étudier cette question, fondamentale et très présente dans les systèmes énergétiques, du couplage entre dimensionnementet gestion}, nous nous appuyons sur l'exemple d'une étude de dimensionnement de stockage d'énergie dans un contexte éolien(atténuation d'erreurs de prévision à caractère incertain).Nous testons différents choix de loi de gestion et comparons le dimensionnement et la performance obtenus.Nous observons que, selon la procédure de dimensionnement choisie, la performance finale du système varie tantôt faiblement (< 1%)tantôt fortement avec, dans le pire cas, une dégradation de la performance de près de 50% !

Published
2014

42. Co-optimisation de l'engagement de production et de la capacité de stockage associée à une ferme photovoltaïque, prenant en compte le vieillissement de la batterie

Author

Le Goff Latimier, Roman, Multon, Bernard, BEN AHMED, Hamid, Acquitter, Mickaël, Sciencesconf.org, CCSD, Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

Afin de satisfaire à un engagement de production en trapèze, on adjoint une batterie à une centrale photovoltaïque. Cette étude vise à établir un dimensionnement optimal de cette batterie en considérant deux critères antagonistes : l'énergie délestée et l'usure du système de stockage. L'engagement optimal dépendant de la capacité de stockage disponible, une co-optimisation est mise en place afin de proposer le meilleur engagement quelle que soit la capacité, et non pas un engagement issu d'une loi de gestion simplifiée. Par ailleurs, l'influence du modèle d'endommagement de la batterie est explorée. Trois modèles de vieillissement en cyclage sont comparés et leur influence sur le dimensionnement optimal étudiée. Il apparait qu'un modèle de vieillissement extrêmement simple permet d'obtenir des dimensionnements cohérents et de corriger significativement le résultat qui aurait été obtenu en l'absence de toute prise en compte de l'endommagement.

Published
2014

43. Single Phase AC Power Consumption Profile Emulator

Author

Thiaux, Yaël, Seigneurbieux, Julien, Multon, Bernard, Ben Ahmed, Hamid, Miller, Dominique, Institut d’Electronique et des Systèmes (IES), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe énergie et matériaux (GEM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Multon, Bernard

Subjects
consumption profile emulator, PWM converter, energy modelling, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Electric power, stand-alone system, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; This paper deals with the realization and design of a consumption profile emulator intended for the validation of different element energy models of a stand-alone wind and photovoltaic system, associated with electrochemical energy storage [1]. The emulator is designed to vary active power but in the near future it will also be used to load simulation with reactive power. Energy models are then inserted in a sizing optimization algorithm in order to minimize the Global Energy Requirement (GER) of the whole system [2]. Afterwards, we will focus on the emulator power part dimensioning and then its modelling in view of the stand-alone system controlled by an active power reference. Moreover, the digital profile generator is described. The impact on the DC bus capacitor current, caused by the frequency difference between the grid and the inverter, has also been tackled. Finally, experimental results are shown.

Published
2008

44. MOTEURS PAS A PAS : Structures électromagnétiques et alimentations électroniques

Author

Multon, Bernard, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Ecole normale supérieure de Rennes

Subjects
aimants permanents, [SPI]Engineering Sciences [physics], hybrides, Moteurs pas à pas, structures à griffes, [SPI] Engineering Sciences [physics], réluctance variable, bipolaire, alimentation unipolaire
Abstract

1- GÉNÉRALITÉS2- STRUCTURES ÉLECTROMAGNÉTIQUES DE MOTEURS ET PRINCIPES2.1- Principes élémentaires de conversion électromécanique de l’énergie2.2- Structures de moteurs à réluctance variable2.3- Structures de moteurs à aimants2.4- Structures de moteurs hybrides3- MODES D’ALIMENTATIONS ET STRUCTURES DE CONVERTISSEURS3.1- Alimentation de moteurs à réluctance variable3.2- Alimentation de moteurs à aimants et hybrides4- MODES DE COMMANDE4.1- Introduction4.2- Différents modes4.3- Comportement dynamique5- EXEMPLES DE MOTEURS6- CIRCUITS INTÉGRÉS SPÉCIALISÉS7- BIBLIOGRAPHIE; DEA; Ce document est destiné à fournir un aperçu général des systèmes que constituent les moteurs pas à pas. Le terme « moteurs pas à pas », dans le jargon des électroniciens et électrotechniciens, correspond à des ensembles « commande-convertisseur électronique-moteur » particuliers dans le sens où ils mettent en oeuvre des structures spéciales de moteurs de type synchrone (au sens large) alimentées par des structures de convertisseurs parfois originales et commandées en mode pas à pas par opposition aux modes synchrone (champ tournant en boucle ouverte) et autopiloté (le fonctionnement optimal) des machines de type synchrone. Le mode pas à pas est un fonctionnement saccadé composé d'une succession d'impulsions électriques (en courant ou en tension) destinées à obtenir une succession analogue d'incréments de position car il s'agit normalement de réaliser une commande en position en boucle ouverte (sans capteur de position). Le fonctionnement des structures électromagnétiques non conventionnelles exploitées ici peut difficilement être compris avec les outils d'analyse de l'électrotechnique élémentaire, c'est pourquoi une partie, sans doute un peu disproportionnée, est consacrée à la méthode des travaux virtuels, particulièrement bien adaptée, à la description du fonctionnement de ces moteurs. Notons également que les moteurs à réluctance variable occupent aujourd'hui une place marginale dans les systèmes pas à pas et que s'il fallait simplifier au maximum ce cours, seuls les moteurs à aimants et les moteurs hybrides pourraient être considérés comme une unique famille de moteurs à aimants présentant des caractéristiques électriques très voisines. Ces moteurs sont, en outre, souvent diphasés ce qui conduirait alors à l'étude élémentaire des moteurs à aimants diphasés. Les moteurs pas à pas sont souvent utilisés par les concepteurs qui veulent minimiser le temps de développement du système dans lequel ils ont besoin d'entraînements asservis en position. En effet, les autres moteurs (à collecteur ou sans balais autopilotés) associés à un système d'asservissement en position (électronique d'alimentation, de commande et capteurs) n'ont pas atteint le même niveau de standardisation et de bas coût que les « moteurs pas à pas ». Pourtant, la solution pas à pas semble souvent une aberration du point de vue énergétique (consommation toujours beaucoup plus élevée) et du point de vue de la qualité des mouvements (saccadés, vibratoires, engendrant souvent un bruit acoustique élevé). En fait, comme souvent, c'est la genèse des techniques qui a plus ou moins verrouillé cette situation à une époque où le moteur pas à pas se présentait quasiment comme la seule solution de commande électromécanique en position.Le fonctionnement des structures électromagnétiques non conventionnelles exploitées ici peut difficilement être compris avec les outils d’analyse de l’électrotechnique élémentaire, c’est pourquoi une partie, sans doute un peu disproportionnée, est consacrée à la méthode des travaux virtuels, particulièrement bien adaptée, à la description du fonctionnement de ces moteurs.Notons également que les moteurs à réluctance variable occupent aujourd’hui une place marginale dans les systèmes pas à pas et que s’il fallait simplifier au maximum ce cours, seuls les moteurs à aimants et les moteurs hybrides pourraient être considérés comme une unique famille de moteurs à aimants présentant des caractéristiques électriques très voisines. Ces moteurs sont, en outre, souvent diphasés ce qui conduirait alors à l’étude élémentaire des moteurs à aimants diphasés.Les moteurs pas à pas sont souvent utilisés par les concepteurs qui veulent minimiser le temps de développement du système dans lequel ils ont besoin d’entraînements asservis en position. En effet, les autres moteurs (à collecteur ou sans balais autopilotés) associés à un système d’asservissement en position (électronique d’alimentation, de commande et capteurs) n’ont pas atteint le même niveau de standardisation et de bas coût que les « moteurs pas à pas ».Pourtant, la solution pas à pas semble souvent une aberration du point de vue énergétique (consommation toujours beaucoup plus élevée) et du point de vue de la qualité des mouvements (saccadés, vibratoires, engendrant souvent un bruit acoustique élevé).En fait, comme souvent, c’est la genèse des techniques qui a plus ou moins verrouillé cette situation à une époque où le moteur pas à pas se présentait quasiment comme la seule solution de commande électromécanique en position.Pour compenser tous les problèmes inhérents à la commande pas à pas, des améliorations souvent complexes ont été mises en œuvre (fonctionnement en boucle fermée de position avec capteur, alimentation en micro-pas, autopilotage sans capteur…). On retrouve alors des systèmes électromécaniques très proches des systèmes conventionnels sans balais (moteurs synchrones autopilotés) mis à part le fait qu’ils exploitent des structures électromagnétiques un peu particulières mais qui ne changent pas grand-chose au résultat final !

Published
2008

45. Les actionneurs électromagnétiques : quels choix pour la robotique ?

Author

BEN AHMED, Hamid, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Multon, Bernard

Subjects
couple massique, accélération, couple, actionneur linéaire, poussée, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Actionneur rotatif, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power, fonctionnement en défluxage
Abstract

National audience; A partir d'une classification descriptive des actionneurs électromagnétiques et d'un formalisme simplifié de calcul de leurs performances, les auteurs tentent, dans cet article, de dégager et de comparer différentes solutions, industrielles ou en développement, d'entraînement linéaires et tournants aussi bien directs et qu'indirects. En particulier, les rendements, les performances massiques et dynamiques sont analysées à partir des lois de similitude et validées par des caractéristiques de machines électriques réelles. Enfin, les aspects convertisseurmachine et leur incidence sur le choix du type d'entraînement seront aussi abordés.

Published
2007

46. Le stockage stationnaire d'énergie électrique : pourquoi et comment ?

Author

Multon, Bernard, BEN AHMED, Hamid, Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Multon, Bernard

Subjects
[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

National audience; Les besoins de stockage d'énergie électrique dans les applications stationnaires sont nombreux et leur nécessité se révèle de plus en plus forte. Nous proposons d'abord d'examiner ces besoins dans le contexte d'évolution du système de production d'électricité vers une plus forte décentralisation et vers un plus fort taux de pénétration de sources fluctuantes indépendamment de la demande. Nous développons ensuite une analyse critique des caractéristiques générales des moyens de stockage avant d'effectuer un bilan comparatif des solutions disponibles ou à développer. En conclusion, nous mettons en évidence les points durs à lever pour mieux mettre à profit les moyens de stockage dans les systèmes en réseaux électriques.

Published
2007

47. High Speed Range Enhancement of a Switched Reluctance Motor with Continous Mode

Author

Rekik, Montacer, Besbes, Mondher, Marchand, Claude, Multon, Bernard, Loudot, Serge, Lhotellier, Dominique, Multon, Bernard, Laboratoire de génie électrique de Paris (LGEP), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
competitiveness, Switched reluctance machine, number of turns, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, continuous mode, control, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; This paper describes an original method for the elaboration of control laws for Switched Reluctance Motor for high speed operation. In this case, the control optimization relies on the choice of optimal turn-on and turn-off angles to ensure, in general, high global efficiency, in classical supply mode with full wave voltage. Then, after showing the influence of number of turns, a new supply mode called the continuous mode is described. This mode, used with a higher number of turns, allows to reduce the inverter current rating and hence silicon requirements without compromising performance at high speed. This make SRM competitive compared to other technologies (synchronous and induction motors). The simulation results for a 12/8 SRM are presented and compared to those for an induction motor.

Published
2007

48. Le stockage inertiel électromécanique

Author

BEN AHMED, Hamid, Multon, Bernard, Bernard, Nicolas, Kerzreho, Corentin, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan, antenne de Bretagne (ENS Cachan Bretagne), and École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)

Subjects
[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

National audience; Le stockage cinétique ou inertiel est un moyen connu depuis l'antiquité (tours pour poterie). Il a ensuite été utilisé mécaniquement (transmission mécanique à rapport continûment variable) puis électriquement (Gyrobus, Yverdon, années 1950) dans le domaine des transports pour réduire les appels de puissance ou pour éviter les caténaires (recharge rapide en station). Il a également trouvé des applications électromécaniques dans l'industrie, notamment pour les laminoirs, encore pour lisser les appels de puissance électrique, mais également pour se prémunir des coupures d'alimentation électrique de faible durée. Dans la continuité de ces systèmes, les groupes électrogènes à inertie renforcée constituent des dispositifs à stockage inertiel électromécanique. Un nouvel engouement est apparu dans les années 1980 pour les automobiles électriques, car l'arrivée à maturité des matériaux composites (légers et à très haute résistance mécanique) offrait des perspectives très attractives. Les difficultés liées aux fortes contraintes mécaniques des applications embarquées (effet gyroscopique, résistance au crash, etc...) ont sévèrement réduit le champ d'applications dans le domaine des transports. Il semble aujourd'hui que les transports guidés (tramways notamment) constituent un champ d'applications réel tant en situation embarquée que stationnaire (lissage des pointe de puissance pour la source et donc moindre dimensionnement). Le second champ d'applications des accumulateurs à volant d'inertie se trouve dans les alimentations ininterruptibles où les appels de puissance de courte durée sont très sollicitant pour les batteries électrochimiques et nuisent à leur durée de vie. Notons enfin que les volants d'inertie sont utilisés dans certaines applications spatiales à la fois pour transférer de l'énergie et pour stabiliser ou orienter (effet gyroscopique) les satellites. Dans cet article, nous présentons les lois fondamentales relatives au stockage inertiel. Les applications déjà matures ou en développement sont également présentées. Enfin, des exemples de systèmes existants seront décrits.

Published
2007

49. Optimization with Energy Management of PV Battery Stand-Alone Systems over Life Cycle

Author

Seigneurbieux, Julien, Robin, Gaël, Ben Ahmed, Hamid, Multon, Bernard, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Multon, Bernard

Subjects
Battery storage and control, Lifetime simulation, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, PV system, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; Photovoltaic (PV) installations are typically optimized on the basis of simplified considerations that draw design conclusions from insolation data and heavily-averaged consumption trends (e.g. using daily averages) and/or standard consumption profiles. The analysis proposed herein begins with the premise of working on averaged time series data using much narrower time intervals (e.g. 1-hour series). Design of both the installed PV power and storage capacity (lead-acid battery technology for purposes of this article, yet the underlying principle remains applicable to any other technology) is optimized by incorporating accumulator cycling aging. The energy management strategy that serves, among other things, to reduce cycling costs (sizable in the case of lead-acid batteries [1]) can in turn be optimized according to this design procedure. The solid correlation between design and energy management functions is also taken into account herein. The objectives (optimization criteria) considered in this approach are not limited to the classical notion of financial costs, but instead encompass environmental energy costs as well (Global Energy Requirement, or GER), in addition to the rate of consumer satisfaction (load shedding has been envisaged).

Published
2006

50. Optimization Material Distribution methodology: Some electromagnetic examples

Author

Boissoles , Patrice, BEN AHMED , Hamid, Pierre , Michel, Multon , Bernard, Institut de Recherche Mathématique de Rennes ( IRMAR ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -AGROCAMPUS OUEST-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université de Rennes 2 ( UR2 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement ( SATIE SETE ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique ( CSEE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Multon, Bernard

Subjects
Optimization, Electromagnetic actuators, Design, [ SPI.NRJ ] Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, OMD, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract

International audience; In this paper, a new approach towards Optimization Material Distribution (OMD) is proposed. The principle behind this approach is to use a surface genetic algorithm to determine material distribution within a fixed Finite Element Computation mesh. The method proves to be highly adaptive to various kinds of electromagnetic actuator optimization approaches. Several optimal electromagnetic examples are presented.

Published
2006

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