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Accueil > Thèses et HDR > Thèses en 2021

14/12/2021 - Xavier HUIN

par Laurent Krähenbühl - publié le , mis à jour le

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Xavier Huin soutient sa thèse le 14/12/2021 à 10:30 (heure provisoire).
Lieu : Amphithéâtre Vannier, bâtiment Louis Néel, INSA LYON.
Egalement en visio, demander le lien à LK.

Optimisation du dimensionnement de la chaîne cinématique d’un véhicule commercial hybride rechargeable opérant dans des zones zéro-émission

Jury :
Rapporteurs : CHRENKO Daniela (UTBM), CAUX Stephane (ENSEEIHT)
Membres : BASSET Michel (UHA), EL GANAOUI-MOURLAN Ouafae (IFP school), SJÖBERG Jonas (Chalmers), PETIT Nicolas (MINES ParisTech )
Encadrement : BIDEAUX Eric, DIrecteur de thèse (Ampère, INSA de Lyon), DI LORETO Michael, co-Directeur (Ampère, INSA de Lyon), BENZAOUI Hellal, co-directeur de thèse (RENAULT TRUCKS)

Résumé :
Pour lutter contre le changement climatique, la Commission européenne a fixé un objectif de réduction d’au moins 30 % des émissions de CO2 des véhicules commerciaux d’ici 2030 par rapport à une période de référence de 2019-2020. De plus, l’introduction de zones à faible émission et zéro-émission dans les grandes villes européennes, comme Paris en 2024, est prévue par les autorités locales afin de limiter ou d’interdire l’utilisation des moteurs à combustion interne dans le but d’améliorer la qualité de l’air. L’hybridation de la chaîne cinématique des véhicules et le développement de moteurs thermiques dédiés à ces applications semble donc s’imposer comme une solution adéquate afin de réduire significativement la consommation de carburant et les émissions de polluants. Cependant, le choix du dimensionnement des composants et de la stratégie de commande de ce type de véhicule peut s’avérer complexe pour répondre aux exigences de performance tout en limitant les coûts du système. En effet, la résolution de ce problème d’optimisation non-linéaire inclut de nombreuses variables continues et discrètes et nécessite l’utilisation d’outils fiables et performants.
Dans cette thèse, nous proposons une méthode d’optimisation globale pour le dimensionnement et la commande optimale de véhicules électriques hybrides rechargeables basée sur l’optimisation combinatoire. Le problème couplé original de conception et de gestion de l’énergie de la chaîne cinématique est reformulé en une combinaison de sous-problèmes linéaires en nombre entiers qui sont résolus à l’aide d’un algorithme de type Branch & Bound. La prise en compte de nouvelles contraintes dans le problème d’optimisation sur les émissions de NOx, le nombre d’activation des différents actionneurs ou les zones zéro-émission permet d’améliorer les résultats obtenus. Par ailleurs, l’ajout de nouvelles variables de conception pour le moteur thermique et la batterie permettent de mieux définir les spécifications nécessaires au développement détaillé de ces composants dédiés aux véhicules hybrides. Le problème d’optimisation est évalué sur un cas d’usage moyen de livraison régionale à l’horizon 2030 et les résultats sont validés avec un outil de simulation métier. Enfin, une nouvelle approche analytique pour l’analyse de sensibilité est proposée pour étudier la sensibilité du coût total de possession du véhicule par rapport à la variation de certains paramètres comme les missions de transport ou le dimensionnement de la propulsion électrique avec un coût de calcul très faible.

Mots-clés : véhicule électrique hybride rechargeable, gestion optimale de l’énergie, conception par optimisation, optimisation combinatoire, analyse de sensibilité.

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