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Développer l'électrification des véhicules

IFPEN croit dans l’électrification des véhicules pour réduire la consommation de carburant et limiter l’impact des transports sur l’environnement. Elle passera en très grande majorité par un taux d’hybridation adapté à l’usage.

Les travaux d’IFPEN dans le domaine couvrent le développement de machines électriques et leur électronique de puissance, le stockage de l’énergie et sa recharge, et enfin l’optimisation de l’utilisation de l’énergie à bord des systèmes hybrides complexes.

 

Motorisations électriques

Le coût des véhicules hybrideset plus encore celui des véhicules électriquesreste un obstacle à leur diffusion sur le marché.

Dans ce contexte, IFPEN travaille au développement de machines électriques innovantes, ultracompactes et à forte puissance massique, et de leur électronique de puissance. Ce type de machine présente a priori un fort potentiel de déploiement industriel à des prix abordables.

L’année 2015 a été marquée dans ce domaine par une phase de travail intense d’IFPEN avec son partenaire Mavel autour de technologies de moteurs électriques pour la traction. Un concept a notamment été développé, intégrant à la fois la possibilité de déclinaison en gamme, le haut rendement et le bas coût ; il a fait l’objet d’une démonstration sur véhicule roulant. Les chercheurs d’IFPEN ont également travaillé sur le contrôle commande pour le pilotage des onduleurs de moteurs électriques de traction de Mavel.

 

Récupération de l’énergie thermique perdue

Pour permettre l’utilisation de la chaleur fatale, IFPEN travaille en collaboration avec la start-up Enogia sur une approche basée sur le cycle Rankine, qui consiste à récupérer, sous forme électrique, une partie de l’énergie thermique perdue par les moteurs, procédés industriels, chaudières, turbines, installations solaires thermiques, etc.

La gamme de turbines Organic Cycle Rankine (ORC) d’ores et déjà commercialisée par Enogia couvre des puissances de 10 (ENO-10LT), 20 (ENO- 20LT) et 40 (ENO-40LT) kWe.

Les turbines sont pour l’instant essentiellement utilisées dans le domaine agricole pour la valorisation du biogaz (plusieurs fermes sont équipées d’ORC 10 et 20), ainsi que sur des sites d’enfouissement de déchets (ORC 10 pour Veolia dans les Hautes-Alpes ou ORC 40 pour Méthanergy à Épinay-Champlâtreux dans le Val-d’Oise) ou encore pour récupérer la chaleur émise par des installations de production d’énergie solaire thermodynamique (ORC 20 acquis par le CNRS pour les installations solaires d’Odeillo).

Une version 100 kWe de l’ORC est en phase de démonstration sur le site d’enfouissement de déchets de Vert-le-Grand (Essonne). Les premiers résultats sont conformes aux performances envisagées, et le passage en production est prévu au cours du premier semestre 2016.

     Turbine ORC 100 en phase de démonstration sur un site d'enfouissement de déchets.

Pour élargir encore la gamme des produits proposés, IFPEN et Enogia réfléchissent à les adapter pour une utilisation dans le domaine des transports. Ainsi, dans le cadre du projet ANR Trenergy, en collaboration avec Alstom Transports, un ORC 20 a été développé pour des trains diesels-électriques. Les tests du prototype ont été finalisés en 2015 sur le site IFPEN de Solaize, et un partenariat industriel est en cours de discussion. Enfin, une adaptation d’ORC 20 pour une utilisation sur un chalutier est réalisée au sein du projet européen LIFE+ EfficientShip. Les développements en cours pourraient par la suite servir aux véhicules routiers.

                                       Cliquer sur l'image pour l'agrandir

 

Optimiser la gestion globale de l’énergie à bord d’un véhicule

Au sein du projet NextSTEP, en collaboration avec le CEA, Continental et la PME Scaleo chip, IFPEN a participé à la mise au point d’une architecture de contrôle innovante reposant sur l’utilisation de microcontrôleurs commercialisés par Scaleo chip. Une solution qui vise à optimiser la gestion de l’énergie au sein des véhicules thermiques et électriques et à assurer une meilleure communication entre les calculateurs de bord. Ses performances ont d’ores et déjà été démontrées dans le cadre de ce projet sur un véhicule hybride rechargeable.

Enfin, IFPEN travaille au développement d’outils d’aide à la conduite et d’exploitation de flottes, qui intègrent la dimension énergétique grâce aux technologies de l’information et de la communication.

                                            L’application d’écoconduite GECO
                                            >> www.geco-drive.fr

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 + Développement industriel > Transports


 

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130
modèles destinés à la micromobilité (électriques) annoncés par les constructeurs à échéance 2020.

Partenariat

"Nous avons beaucoup de projets communs avec IFPEN et notre collaboration du point de vue technique est particulièrement efficace. Mavel compte beaucoup sur ce partenariat parce que la crédibilité technique et la solidité d’IFPEN sont nécessaires pour permettre à notre technologie développée en commun de pénétrer des marchés très difficiles. Je trouve notamment remarquables les efforts qui ont été faits pour déposer rapidement les 9 brevets permettant de protéger nos innovations. J’ai confiance dans la réactivité d’IFPEN, indispensable face à la concurrence pour garantir nos succès futurs."
   
Davide Bettoni, Président-fondateur de Mavel