Conception système

·       Sensibiliser le futur ingénieur à l'approche systémique de la conception des dispositifs à énergie électrique.

·       Présenter une approche méthodologique pour la modélisation et l’analyse systémique, s'appuyant sur le formalisme Bond Graph Causal.

·       Appliquer cette approche au domaine de l’Energie Electrique, pour des systèmes multi-physiques et présenter un ensemble de classes de modèles (convertisseurs statiques, machines électriques, accumulateurs …) orienté vers l’approche système

·       Connaître les méthodes d'optimisation mathématiques dont dispose l'ingénieur pour la conception automatique optimale de systèmes en génie électrique

Cette matière regroupe 2 volumes de cours et un BE :

·       Cours « Conception par optimisation »

·       Cours « Conception Système »

·       BE « Conception Système – EHA »

Conception par optimisation (CM – 8h75, resp. B. Sareni)

Programme :

·       Introduction à l'optimisation : Contexte et importance de l'optimisation / Formulation d'un problème d'optimisation / Classification des méthodes d'optimisation

·       Méthodes d'optimisation unidimensionnelles : Méthodes d'intervalles (dichotomie, Fibonacci, nombre d'or) / Méthodes d'interpolation / Recherche du passage par zéro de la dérivée

·       Méthodes d'optimisation multidimensionnelles : Méthodes analytiques : gradient, gradient accéléré, gradient conjugué, Gauss-Newton, Quasi-Newton (BFGS, DFP) / Heuristiques géométriques : Méthodes de Gauss-Seidel, Powell, Hooke & Jeeves, Nelder & Mead / Méthodes stochastiques : Random Walk, recuit simulé, algorithmes évolutionnaires, méthodes de nichage, essaims particulaires

·       Optimisation sous contraintes : Formalisation du Lagrangien / Condition d'optimalité de KKT / Méthodes de pénalisation

·       Optimisation multi objectif : Optimalité au sens de Pareto / Classification des méthodes d'optimisation multi-objectifs / Méthodes de pondération, objectif idéal, objectifs bornés, lexicographique, logique floue

·       Applications en Génie Electrique : Optimisation d'un connecteur HT / Identification de paramètres / Dimensionnement optimal d'une locomotive hybride / Optimisation d'une chaîne éolienne passive

Conception Système (CM – 12h25, resp. A. JAAFAR)

Programme :

·       Sensibilisation à l'approche système : contexte, enjeux et caractéristiques de la conception système.

·       Approche méthodologique : le Bond Graph Causal, Champ applicatif : modélisation en Génie Electrique pour l’analyse systémique.

·       Exemples de modèles pour les convertisseurs statiques, les machines électriques, les composants de stockage, leurs associations.

BE « conception système - EHA » (BE – 7h, resp. A JAAFAR, B. Sareni)

Objectifs : L’objectif de ce bureau d’étude est de modéliser un actionneur électro-hydrostatique (EHA) à l’aide de l’outil de modélisation Bond-Graph et ensuite remplacer la source d’alimentation de cet actionneur par une pile à combustible hybridée par des supercondensateurs.

Programme :

·       Modélisation de l’EHA à l’aide de l’outil Bond Graph

·       Etude de la causalité du système

·       Détermination de la fonction du transfert à l’aide du schéma Bond Graph établit

·       Dimensionnement d’un système hybride à base de pile à combustible et de super condensateurs pour l’alimentation de l’EHA

·       Gestion énergétique du système hybride : approche fréquentielle

·       Mathématiques, modélisation des systèmes dynamiques par équations différentielles,

·       représentation par fonction de transfert et dans l'espace d'état.