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Innovation et industrie
Actualités 05 octobre 2021

Propulsion hydrogène : IFPEN donne un coup d’accélérateur

Les chercheurs IFPEN mobilisent leurs efforts dans le cadre d’ECH2, un ambitieux projet porté par la société Vitesco Technologies. Objectif : améliorer l’électronique de contrôle des véhicules à hydrogène et faciliter le déploiement à grande échelle des piles à combustible en réduisant leur coût et en augmentant leur durée de vie.

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Thomas LEROY

Chef de Projet Stockage et Systèmes Energétiques pour la Mobilité Electrifiée
Thomas Leroy est diplômé de l’ESSTIN et a effectué sa thèse de doctorat en Mathématiques et Automatique au Centre Automatique et Systèmes de l’école des Mines ParisTech, soutenue en 2010. Il a ensuite
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Pierre MICHEL

Ingénieur de recherche modélisation et analyse de la mobilité
Pierre Michel a obtenu en 2015 son doctorat à l’Université d’Orléans pour sa thèse sur la gestion d’énergie des véhicules hybrides. Après un post-doctorat à Argonne National Laboratory sur les
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Stéphane RAUX

Chef de projet / Docteur en Génie des procédés et technologies avancées
Stéphane Raux, diplômé de l’école d’ingénieur ESTACA et titulaire d’un doctorat en génie des procédés et technologies avancées de Sorbonne Université-UPMC, travaille depuis 1997 à IFP Energies
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Gilles Bruneaux

Chef de département, docteur en énergétique,
spécialiste des diagnostics optiques pour la combustion moteur
Diplôme d’ingénieur de l'Ecole Centrale Paris en 1992. Doctorat sur la modélisation de la combustion dans les moteurs à combustion interne à l’IFPEN/Ecole Centrale Paris, 1996. HDR de l'Université d
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Chaouki HABCHI

Chercheur
HDR-Associé à l’Ecole Doctorale SMEMaG de CentraleSupelec à l’université Paris-Saclay
Doctorat de l'Université Paris-VI obtenu en 1990 dans le domaine de la mécanique des fluides numérique. HDR (Habilitation à Diriger des Recherches ) de l'Institut National Polytechnique de Toulouse
Carnot IFPEN Transports Energie
Innovation et industrie

Carnot IFPEN Transports Energie

Le Carnot IFPEN Transports Energie membre du réseau Carnot depuis près de 15 ans...

Le Carnot IFPEN Transports Energie a reçu le label « Institut Carnot », dès son lancement par le ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation, en 2006. Au sein du réseau qui compte aujourd’hui 39 Carnot, il poursuit depuis près de 15 ans sa mission : préparer l'avenir industriel et économique en accélérant le transfert de technologies de la recherche vers le mode socio-économique.
> Carnot IFPEN Transports Energie
 

... et engagé dans deux filières Carnot

Les Carnot impliqués dans un même secteur de marché s’organisent et regroupent leurs moyens pour faire bénéficier les entreprises d’une offre de partenariat et de transfert de connaissances et de technologies complète et lisible. Le Carnot IFPEN Transports Energie est engagé dans les filières :
> Carnauto, dédié à l'automobile et la mobilité,  en tant que coordinateur
> AirCar : dédiée à l'aéronautique, en tant que membre

 

Motorisations hybrides et électriques
Innovation et industrie

Nos solutions

Carnot IFPEN Transports EnergieMobilité électrifiée     
Nos solutions

L’électrification des transports s’accélère. Pour accompagner ce mouvement IFPEN travaille sur différentes briques de la chaîne de traction en s’appuyant sur des moyens expérimentaux spécifiques :
 

 

Les machines électriques et leur pilotage

Les véhicules électriques sont une solution privilégiée afin de réduire les émissions de CO2 liées au transport routier. IFPEN travaille sur la conception de motorisations à haut rendement. Ses travaux ont permis de retenir la technologie du moteur synchro-réluctant, qui possède un triple avantage :
•    il utilise moins d’aimants, et donc de terres rares, que le moteur synchrone à aimants permanents,
•    son coût de production est donc réduit,
•    il offre un haut rendement par rapport aux moteurs du marché.
 

e-Mod-Tools : un outil en rupture pour une conception optimale de machines électriques 

« IFPEN a développé e-Mod Tools (electric Motors Optimal Design Tools), une suite logicielle d’optimisation de conception des machines électriques. L’outil permet de générer un grand nombre de solutions virtuelles en exploitant les capacités du supercalculateur d’IFPEN, puis de proposer un concept conciliant des contraintes multiples (rendement en usage, faisabilité industrielle, usage des terres rares, coût …). Sa finalité est de parvenir au dessin de parties actives (stator et rotor) optimal et robuste pour répondre aux contraintes d’une application industrielle ciblée.
Ainsi, la durée nécessaire à la conception d’un nouveau moteur électrique s’en trouve largement optimisée : quelques jours suffisent pour avoir un concept bien avancé !» 
Misa Milosavljevic, chef de projet Motorisations électriques, IFPEN


Un moteur synchro-réluctant pour des applications de petite puissance

IFPEN et la PME française EREM travaillent sur le développement et l’industrialisation d’une gamme de moteurs synchro-réluctant à aimant permanent et à haut rendement destinée à des applications de rétrofit de hautes performances.

Moteur retofit

« Nous avons choisi de développer la technologie de motorisation électrique synchro-réluctante avec notre partenaire EREM pour répondre principalement à deux objectifs :
-Développer un moteur très performant, modulaire et robuste vis-à-vis des conditions d’utilisation extrêmes. Cela impliquait : 

  • De maximiser la densité de couple et de puissance massiques tout en tenant compte des contraintes imposées par l’application.
  • De réaliser une conception mécanique compacte, robuste et modulaire
  • D’optimiser le refroidissement du moteur tout en limitant au maximum les pertes

-Identifier le compromis performance / coût / fabricabilité le plus attractif pour ce type de marché. La technologie synchro-réluctante offre le meilleur compromis coût / performance / rendement : c'est celle que nous avons retenue. Elle nécessite toutefois un contrôle électronique avancé et un pilotage en couple du moteur plus complexe pour compenser la faible quantité d’aimants : nous avons donc développé des lois de commande adaptées. »
Wissam DIB, chef de projet Motorisation électriques, IFPEN


La première sortie sur le marché de ces travaux concerne une application de rétrofit  dont les machines sont produites par EREM. Ces moteurs développent un couple maximal de l’ordre de 350 Nm et une puissance de 150 kW sous 350 V.
A terme, l'ambition est de proposer avec la même technologie, une gamme de moteurs plus étendue en termes de puissance et de tension (de 40 kW à 48 V jusqu’à 300 kW à 700 V) afin de répondre à un marché des véhicules électriques et hybrides en pleine croissance, dont le marché du rétrofit électrique. 
 

Grande densité de puissance à basse tension

Pour répondre au besoin d’électrification du parc automobile, IFPEN a développé des moteurs en rupture, intégrant une électronique compacte et pouvant atteindre 40kW. Ces motorisations, alimentées en basse tension (36 à 60V), apportent un niveau de puissance suffisamment élevé tout en restant sur une architecture électrique simple (basse tension), ce qui représente une solution de traction électrique pertinente pour les véhicules légers urbains. Par ailleurs, cette solution permet d’ajouter une part plus importante d’électrique dans les véhicules hybrides (extension du ZEV). 
 

Le pilotage des machines électriques

« IFPEN a conçu un environnement de développement dédié à la conception et à la validation des lois de commande pour le pilotage des machines électriques, capable de générer de manière automatique le code qui sera intégré dans les électroniques de pilotage (onduleurs).  Cet environnement permet de concevoir et calibrer les algorithmes nécessaires au pilotage précis des machines électriques tournant à haute vitesse, caractérisées par une fréquence électrique élevée. Les logiciels ainsi mis au point sont embarqués dans une carte de contrôle, intégrée dans tous les onduleurs développés et réalisés par IFPEN. Ces onduleurs adressent une large gamme d’applications, depuis des machines basse tension 3 ou 6 phases (onduleurs 48V à base de Mosfet) jusqu’aux machines à haute tension (onduleurs 400V à base de IGBT ou 800V à base de SiC). L’association d’algorithmes performants et de systèmes électroniques compacts caractérisés par des faibles pertes, permet d’exploiter le potentiel des machines électriques de nouvelle génération conçues par IFPEN ou celles de ses partenaires industriels. IFPEN poursuit ses efforts dans ce domaine avec la prise en main de composants de puissance à base de GaN afin de maîtriser leur mise en œuvre dans les onduleurs et leurs spécificités de pilotage. »
Gianluca Zito, chef de projet Motorisations électriques, IFPEN
 

LES Batteries : modélisation et simulation

Grâce à une expérience de plus de dix ans dans l’étude, la caractérisation et la modélisation des systèmes de stockage électrochimique (SSE), IFPEN est aujourd’hui reconnu comme un acteur incontournable de la modélisation et de la simulation des batteries en France. En complément des travaux originaux destinés aux applications transports, ses travaux s’élargissent désormais aux applications stationnaires, un domaine en pleine mutation avec la volonté de développer des batteries de plus en plus performantes.

« La modélisation des batteries est au cœur de nos travaux dans le domaine des SSE. Nos modèles sont sans cesse enrichis et sont capables de représenter le comportement électrothermique des SSE, leur vieillissement, voire même leur fonctionnement abusif, grâce notamment à la modélisation fine du phénomène d’emballement thermique pour les batteries Li-ion.
Grâce à une veille active et à notre participation à des réseaux comme le RS2E en France, nous maintenons nos modèles à jour pour les technologies de batteries commerciales et prototypes les plus récentes.
Modéliser des batteries, cela veut dire être capable de :
- mettre en place des approches mathématiques qui peuvent être simples (empiriques par analogie électrique) ou très complexes (modèles physiques, méthodes ab-initio) en fonction des besoins des utilisateurs finaux,
- disposer de moyens d’essais et d’outils associés (traitements mathématiques, gestion des données, analyses de sensibilité, etc.) permettant la calibration efficace des paramètres associés aux modèles et leur validation. 
Les essais de vieillissement pour calibrer les modèles de durabilité étant particulièrement coûteux en temps et en moyens, nous avons été à l’initiative de la création du consortium COMUTES², monté avec 5 autres laboratoires de recherche, afin d’organiser des campagnes d’essais mutualisées et ouvertes à tous».

Julien Bernard
Julien Bernard, chef de projet Batteries, IFPEN


 

A retenir
Les modèles de batteries d’IFPEN sont disponibles dans la librairie Electric Storage de la plateforme Simcenter Amesim (voir ci-dessous).
Ils sont utilisés :
- Pour les travaux qu’IFPEN mène dans l’accompagnement industriel : choix de technologie, dimensionnement pour une application.
- Dans le cadre de projets collaboratifs pour accélérer le développement des filières électriques.
- Pour innover sur des thématiques d’actualité comme la charge rapide, la seconde vie des batteries, les nouvelles générations de batteries tout solide, etc.

 

librairie Electric Storage

« La librairie Electric Storage que nous développons avec notre partenaire Siemens Digital Industries Software, intégrée à la plate-forme Simcenter Amesim™, propose notamment aux utilisateurs de les aider :
- au pré-dimensionnement du pack batterie, grâce à l’utilisation d'un outil permettant de générer un premier design de batterie Li-ion et son modèle associé à partir de quelques données macroscopiques 
- à la calibration automatique de leurs modèles de batterie, en se basant sur des mesures expérimentales
- et à l’évaluation de phénomènes complexes, tels que le vieillissement ou l’emballement thermique.
»
Grégory Font, chef de projet Modélisation système GMP, IFPEN


 

La pile à combustible

La pile à combustible (PaC) constitue une alternative aux batteries pour l’alimentation en énergie des machines électriques,  associé à une autonomie des véhicules plus importantes et un temps de recharge beaucoup plus rapide. IFPEN et ses partenaires travaillent sur une approche du système pile à combustible dans l’environnement véhicule et notamment sur l’optimisation de la gestion de l’énergie du système et la réduction des coûts, en se basant notamment sur des moyens numériques et expérimentaux uniques. Un nouveau banc d’essais capable de tester des systèmes PaC jusqu’à des puissances de 210 kW est opérationnel sur le site de Lyon depuis l’automne 2021.
En savoir plus
 

L’électrification de la boucle d'air

Un turbocompresseur électrifié pour les véhicules hybrides

Pour augmenter davantage les performances des véhicules et améliorer leur sobriété énergétique, IFPEN a développé une solution originale d’électrification de turbocompresseur (4kW sous 48V) qui pourra équiper les futures véhicules hybrides. 

 

turbocompresseur électrifié pour les futures motorisations thermiques

« L'électrification du turbocompresseur offre deux principaux avantages :

  • améliorer l’agrément de conduite en augmentant les performances dynamiques du moteur,
  • baisser la consommation du carburant (CO2) et accroître l’autonomie électrique en récupérant l’énergie perdue à l’échappement en usage stabilisé (usage route ou autoroute).

Grâce à un développement mené sur l’ensemble du système électrique (moteur, contrôle haute vitesse sensorless et onduleur), nous pouvons proposer une solution originale et innovante de système d’électrification qui s’adapte à différents turbocompresseurs du marché.»
Fabrice Le Berr


Fabrice Le Berr, chef du département Systèmes électrifiés, IFPEN
 

 

La turbine ORC

Récupération d'énergie stationnaire

IFPEN et Enogia, PME française spécialisée dans les systèmes de récupération d’énergie thermique par cycle Rankine (ORC – Organic Rankine Cycle), ont développé ensemble le système ORC-100 (100 kWe). Ce dernier permet de valoriser la chaleur perdue par de grosses installations stationnaires (2 MWth) en la transformant en électricité. Ce système a permis de compléter la gamme d’Enogia couvrant les puissances de 10 à 200 kWe.
 

Récupération d'énergie thermique des moteurs de poids lourds

Dans la continuité des travaux précédents, IFPEN et la PME française Enogia développent une version pour poids lourds hybridés petite puissance (4-5 kWe) de ces systèmes ORC, afin d’adapter la technologie pour le marché du transport.

« Les systèmes ORC permettent de récupérer des flux de chaleur perdus et de les valoriser sous la forme d’énergie électrique. Utilisés depuis de nombreuses années pour des applications stationnaires, nous les adaptons au secteur du transport, en particulier pour les poids lourds. Avec l’avènement de l’hybridation des poids lourds, la production électrique permettra de recharger la batterie et de fournir un degré de liberté de plus à la loi de gestion d’énergie pour réduire la consommation de carburant et les émissions de CO2. Nous visons des gains de l’ordre de 1.5 à 3 % sur un profil d’usage long routier. L’originalité de notre approche est que la chaleur sera récupérée non pas dans les gaz d’échappement, mais dans le circuit de refroidissement des moteurs, bien que la température y soit plus basse. Cela permettra de rendre le système plus léger et plus compact, moins coûteux, plus fiable et plus facile à intégrer tout en profitant des acquis issus de nos travaux passés sur l’ORC pour véhicules légers, qui du fait des évolutions de réglementation et perspective d’arrêt des motorisations thermiques pour véhicules légers en 2035, n’est plus une solution pertinente. »
Benjamin Réveillé, chef de projet, IFPEN


 

IFPEN travaille également avec Enogia, VNF, NaviWatts et Malcuit Transport Fluvial à la mise en place d’un démonstrateur sur navire fluvial automoteur de 110 m. L’objectif est l’hybridation du bateau avec les solutions ENR suivantes : ORC 40kWe, panneaux solaires et batteries afin de réduire le recours au générateur électrique embarqué et donc les émissions de CO2. Un des avantages du fluvial pour l’ORC est l’accès à une source froide abondante : l’eau de navigation.

Motorisations hybrides et électriques
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Nos réseaux

Carnot IFPEN Transports EnergieMobilité électrifiée     
Nos réseaux

pROJETS EUROPéens

PHOENICE : vers un véhicule hybride rechargeable zéro émissionS

Coordonné par IFPEN et mené avec 7 acteurs industriels et académiques,  le projet Phoenice (PHev towards zerO EmissioNs & ultimate ICE efficiency), démarré en 2021, a pour objectif de développer un démonstrateur de véhicule électrique hybride rechargeable avec un niveau de consommation de carburant et d’émissions de polluants réduit. IFPEN interviendra principalement sur la conception du système de combustion basé sur le concept Swumble™, la conception du système de post-traitement, la réalisation des moteurs prototypes et  la calibration énergétique du moteur multicylindre.
Phoenice contribuera à accélérer la transition vers une mobilité plus respectueuse de l'environnement en termes de qualité de l’air et de réduction des émissions de gaz à effet de serre, Les partenaires du projets sont : CRF/FCA (centre de recherche du groupe Fiat), FEV Europe, Johnson Matthey, Marelli Europe, Garrett Motion France, Politecnico di Torino et In Extenso Innovation Croissance.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 101006841.
 

Modalis² : conception de batteries mettant en oeuvre de nouveaux matériaux


Le projet européen  MODelling of Advanced LI Storage Systems a été lancé en 2019 dans le cadre du programme H2020. Porté par IFPEN et 9 partenaires (Saft, Siemens Digital Industry Software, Siemens Corporate Technologies, Umicore, Solvay, K&S, CRF, Gemmate Technologies et l’université de Turin), Modalis² a pour objectif de développer une chaîne d’outils numériques permettant de modéliser et de concevoir des systèmes de batteries mettant en œuvre de nouveaux matériaux tels que les alliages avec du silicium pour les électrodes négatives et des électrolytes solides. Modalis², accompagnera  le développement des nouvelles générations de cellules de batterie en se basant sur la modélisation et la simulation.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 875193.
 

ReFreeDrive : vers une machine électrique sans terres rares
ReFreeDrive - logo

« L’utilisation de terres rares pour les aimants reste une contrainte majeure pour le coût des machines électriques synchro-réluctantes : avec 12 partenaires, nous travaillons au sein du projet européen H2020 ReFreeDrive à un concept de machine synchro-réluctante capable de fonctionner sans terres rares. Nous sommes en charge du design de la machine électrique, mais aussi de la stratégie de contrôle et de l’onduleur intégré, pour deux applications de traction électrique avec une cible de puissance de 200 et 75 kW. Nous mettons également à disposition du projet un moyen d’essai pour tester les différents prototypes. »

Gianluca Zito, chef du projet ReFreeDrive, IFPEN

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 770143.
 

ADVICE : améliorer l’efficacité énergétique des véhicules hybrides

 ADVICE_logo

Le projet Advice (ADvancing user acceptance of general purpose hybridized Vehicles by Improved Cost and Efficiency) développe trois versions d’un véhicule hybride à coût réduit et avec une efficacité énergétique accrue. Les équipes du Carnot IFPEN Transports Energie ont développé un système d’eco-routing conduisant à minimiser la consommation de carburant pour un niveau imposé de la charge de la batterie à destination, tout en prenant en compte l’état du trafic en temps réel.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 724095.
 

Demobase : optimisation de la sécurité et de l'efficacité des batteries

Demobase - Logo

Démarré en 2017, le projet européen Demobase (DEsign and MOdelling for improved BAttery Safety and Efficiency) s’est clôturé en 2020. Il poursuivait plusieurs objectifs destinés à accompagner le développement de la mobilité électrique : 
•    réduire les efforts de développement des chaînes de traction électrique,
•    améliorer leur efficacité de 20 %,
•    augmenter significativement leur sécurité.
Autour du fabricant français de batterie SAFT, coordinateur du projet, les 11 partenaires ont travaillé à l’optimisation globale des processus de développement, pour proposer in fine un démonstrateur roulant 100 % électrique de type taxi londonien.
Dans le cadre de Demobase, les équipes d’IFPEN ont mené des travaux de modélisation relatifs à la sécurité des batteries et ont notamment développé des modèles de batteries prenant en compte l’emballement thermique sur le logiciel Simcenter Amesim. Elles ont également mis en place différents outils expérimentaux sur les bancs batteries d’IFPEN, comme un dispositif de vieillissement à haut débit ou encore un dispositif Hardware in the Loop basé sur un simulateur véhicule sous Simcenter Amesim.

Ce projet a bénéficié d’un financement de la part du programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne H2020 au titre de la convention de subvention 769900.
 

pôles de compétitivité, CONSORTIUMS, AUTRES RESEAUX

CARA European Cluster for Mobility Solutions

CARA -logo

IFPEN fait partie des membres fondateurs de CARA, pôle de compétitivité et cluster de la région Auvergne-Rhône-Alpes, qui accompagne les mutations des systèmes de transports en milieu urbain et représente la filière automobile et véhicules industriels locale.

« IFPEN est un partenaire historique de CARA et s’est toujours fortement investi dans sa gouvernance et ses activités. Son représentant au Bureau et au CA assure ainsi la vice-présidence de l’axe Innover. IFPEN dirige également notre programme de recherche “Motorisation et chaîne cinématique”. À travers cette participation active, IFPEN nous apporte non seulement son expertise et son savoir-faire dans un grand nombre de domaines (chaines de traction, chimie, logiciels, mobilité connectée et analyse de données, etc.), mais également l'attractivité de son site de Solaize, sur lequel nous accueillons régulièrement des think tanks et des délégations internationales. Nous avons bâti une relation de confiance et de proximité, basée sur la mutualisation volontaire. »  

 Marc Gohlke, directeur général, CARA

Marc Gohlke, directeur général, CARA

 

NEXTMOVE : pour un transport plus respectueux de l’environnement

Nextmove

 

 

 

IFPEN est l’un des membres fondateurs du pôle de compétitivité NextMove qui anime un écosystème industriel et scientifique autour des enjeux de la mobilité du futur. C’est aussi l’un de ses membres les plus actifs.

« IIFPEN est fortement impliqué au sein de NextMove depuis la création de Mov’eo en 2006, notamment par la présence de ses experts dans nos communautés : “Chaîne de traction et gestion d’énergie”, “Solutions de mobilité intelligente”, etc. Le rôle de ces communautés est essentiel, puisqu’elles définissent la vision stratégique de chaque thématique, favorisent l’émergence de projets et en accompagnent les porteurs. IFPEN participe également à notre gouvernance en tant que membre du conseil d’administration et contribue ainsi à l’évolution de nos stratégies d’innovation. De notre côté, nous accompagnons certaines start-up faisant partie du giron d’IFPEN, et nous soutenons l’action filières CARNAUTO, consortium de neuf instituts Carnot piloté par IFPEN dédié aux ETI, PME et TPE du secteur de l’automobile et de la mobilité. »

Marc Charlet, directeur général, Mov’eo - ©JulienTragin

Marc Charlet, directeur général, Mov’eo   


 

Consortium COMUTES²

COMUTES2 - logo

Sous l’impulsion des équipes IFPEN, le COnsortium pour la Mutualisation de Tests Electriques sur Systèmes de Stockage (COMUTES²), associant 6 laboratoires expérimentaux sur les batteries (IFPEN, le CEA, l’université Gustave Eiffel, l’IMS, l’UTC et l’EIGSI), a été créé fin 2018. Objectif : se rassembler au sein d’un groupement d’expérimentateurs pour mettre en place des campagnes d’essais batteries ouvertes à des adhérents extérieurs, intéressés par les résultats et prêts à participer à leur financement.

« L’étude du vieillissement des batteries, en particulier pour calibrer des modèles comportementaux, nécessite de disposer d’un grand nombre de données d’essais dans différentes conditions de température et de sollicitations. Générer ces données implique la mobilisation sur le long terme de nombreux moyens d’essais. En mutualisant ces moyens et en partageant les coûts, les membres du consortium sont capables de répondre avec rapidité et efficacité à ces enjeux. L’originalité de COMUTES² réside aussi dans son format novateur, imaginé par les six partenaires fondateurs disposant d’une expérience commune de plus de dix ans avec les projets Simstock (Ademe), Simcal (ANR) et Mobicus (FUI). Nous inventons collectivement une nouvelle façon de travailler ensemble, qui repose sur la copropriété des résultats des essais entre expérimentateurs et adhérents. En septembre 2020, le consortium COMUTES² a démarré sa première campagne dédiée au vieillissement en cyclage à froid des batteries Li-ion avec la participation de cinq adhérents : VALEO, EDF, la direction générale de l’armement (DGA) et Hutchinson et Siemens. »

Julien Bernard
Julien Bernard, chef du projet Batteries, IFPEN
 

 

Réseau RS2E

RS2E - logo

Le Réseau sur le stockage électrochimique de l’énergie (RS2E) rassemble des acteurs publics et privés autour des problématiques liées aux différents dispositifs de stockage d’énergie, pour les applications stationnaires ou véhicules.

« Grâce à notre participation au réseau RS2E, nous pouvons consolider nos travaux dans le domaine des batteries, notamment en :

  • confrontant nos développements aux besoins des industriels,
  • identifiant des partenaires de recherche,
  • montant des projets collaboratifs.

C’est au sein du réseau RS2E que nous avons mené une thèse conjointe avec l’Ineris sur l’emballement thermique de batteries Li-ion neuves et vieillies, thèse qui a suscité l’intérêt des industriels, qui nous ont sollicités pour rejoindre le projet H2020 Demobase. »

Julien Bernard
Julien Bernard, chef du projet Batteries, IFPEN
 

 

Doctibike, une collaboration « Energyk »

IFPEN collabore avec la start-up Doctibike sur le recyclage des batteries des vélos à assistance électrique (VAE), dans le cadre du projet Energyk, financé par la région Auvergne-Rhône-Alpes.  Energyk a pour objectif de développer des packs batterie de VAE recyclables, réutilisables et réparables.


Motorisations hybrides et électriques
Innovation et industrie

Nos atouts

Carnot IFPEN Transports EnergieMobilité électrifiée      
Nos atouts

•    Des partenariats pour accompagner nos partenaires industriels dans le développement et la validation de leurs technologies.
•    Des partenariats industriels pour le co-développement de nos produits technologiques.
•    Une approche basée sur la modélisation, déclinée sur un ensemble de produits pour réduire la durée du cycle de développement.
•    La capacité de réaliser des prototypes permettant de :
-    valider les promesses technologiques des différentes briques développées,
-    prendre en compte les contraintes d’industrialisation dès le départ.
•    Des moyens d’expérimentation complets et spécifiques : bancs moteurs, bancs moteurs électrifiés, bancs HIL, bancs à rouleaux, bancs batteries, bancs climatiques, diagnostic optique, bancs ORC, banc Pile à combustible
•    Une approche contrôle différenciante qui se traduit par des algorithmes de contrôle prédictifs et capables de s’adapter aux différentes applications adressées par nos partenaires industriels.
 

A Rueil, un banc essais véhicules et un banc moteurs électrifiés appuient la capacité d’IFPEN à travailler sur les groupes motopropulseurs électriques et leurs électroniques de puissance et enrichissent son offre de services d’évaluation des véhicules hybrides ou électriques.
Le site de Lyon est équipé depuis 2021 :
-    d’un nouveau banc d’essai pour moteur thermique à hydrogène,
-    d’un banc pile à combustible d’une puissance de 210 kW qui permettra de tester des systèmes PaC complets pour des applications automobiles et de type bus, camion ou encore engins non routiers.
Par ailleurs, une plateforme de tests a été mise en place conjointement avec la société EREM. Grâce à cette plateforme, il est possible de réaliser des campagnes d’essais d’endurance sur plusieurs ensembles de moteurs-onduleurs.

Motorisations hybrides et électriques
Innovation et industrie

Mobilité électrifiée

Carnot IFPEN Transports EnergieMobilité électrifiée     
Contexte et enjeux

Au niveau mondial, le secteur du transport représente 24 % du total des émissions de gaz à effet de serre (GES) (31 % en France). Pour les réduire au niveau local, le recours à l’énergie électrique s’intensifie sur tous les segments de marché et dans tous les pays, des véhicules particuliers aux véhicules de transport de personnes et de marchandises. 

L’électrification des transports permet en outre de : 

  • réduire significativement les émissions de polluants locaux et de CO2,
  • améliorer le bilan énergétique des véhicules, grâce par exemple à la récupération de l’énergie de freinage.

Les efforts technologiques à produire concernent :

  • les machines électriques et leur électronique de puissance associée (onduleurs et contrôle),
  • les stockeurs électrochimiques (batteries) et leur contrôle,
  • les piles à combustible comme alternative à la batterie,
  • l’électrification de fonctions du groupe motopropulseur comme le turbocompresseur,
  • les systèmes de récupération d’énergie, basés sur des cycles de Rankine (ORC) par exemple, pour valoriser l’énergie thermique perdue dans les gaz d’échappement des moteurs thermiques hybridés ou les circuits de refroidissement des moteurs thermiques, voire des piles à combustible.
     

Une réduction drastique des prix de vente, le déploiement d’infrastructures de recharge rapide et le développement de politiques publiques incitatives pour augmenter les parts de marché sont les trois principaux défis à relever pour que l’électrique devienne une alternative pérenne et massive au thermique dans le parc automobile mondial.

Les véhicules électriques pourraient représenter de 6 à 9 % du parc mondial en 2030 (contre moins de 1% en 2016) – Source Foley.

Evolution des ventes de véhicules électriques

 

Promouvoir une mobilité « zéro émission de polluants »
grâce à des technologies à haut rendement énergétique : 
c’est la stratégie d’IFPEN en matière d’électrification des systèmes et des composants.

 

Nos solutions             Nos réseaux                Nos atouts