Modélisation et simulation des systèmes

La gestion thermique des moteurs électriques est un élément essentiel pour une mobilité décarbonée compétitive car un refroidissement plus efficace permet non seulement d'augmenter la densité de performance (puissance ou couple massique) des moteurs, mais aussi d'améliorer leur fiabilité opérationnelle en évitant les phénomènes de détérioration (notamment la désaimantation)...

Dans le cas des véhicules électrifiés, à batterie (électriques ou hybrides) ou à pile à combustible (PAC), les convertisseurs d’électronique de puissance (EdP) jouent un rôle majeur car ils y sont utilisés pour différentes fonctions. Ils servent par exemple à piloter des moteurs électriques, à gérer l’énergie à bord du véhicule ou à contrôler la recharge de la batterie de traction...

Selon l’OMS, 7 millions de décès prématurés par an dans le monde sont liés à la mauvaise qualité de l’air, problème auquel le transport routier contribue significativement. Grâce aux évolutions règlementaires et technologiques, ainsi qu’au renouvellement du parc automobile, les émissions de ce secteur sont certes en baisse ces dernières années. Toutefois celui-ci reste un fort contributeur à la dégradation de la qualité de l’air...

L’objectif de neutralité carbone à horizon 2050 nécessite une réduction drastique des émissions de CO2 liées au transport, responsable à lui seul de plus de 30 % du CO2 émis mondialement. Pour le transport routier, il est prévu que cette décarbonation s’appuie en partie sur le déploiement de véhicules électriques à batteries. Cependant, cette solution impose des contraintes...

Porté par les enjeux environnementaux et de sobriété, l’intérêt pour l’efficacité énergétique des véhicules et pour la réduction de l’impact de la mobilité va grandissant. Si la promotion de modes de transport alternatifs à la voiture reste le principal levier du changement, beaucoup peut être encore fait du côté de la régulation du trafic routier. Une équipe IFPEN a travaillé sur ce sujet dans le cadre d’une thèse en collaboration avec le Gipsa-lab...

L’énergie éolienne représente une part croissante du mix énergétique grâce la construction de parcs permettant de réduire les coûts d’investissement et d’exploitation. Toutefois, au sein d’un parc, les éoliennes en aval subissent les sillages des rotors situés en amont, ce qui induit à la fois une réduction de leur production et une augmentation de leur sollicitation en fatigue...

Depuis une quinzaine d’années, IFPEN s’emploie à modéliser les batteries conventionnelles à travers des modèles représentant leur fonctionnement nominal (comportement électrique et thermique au cours du fonctionnement normal), en cours de vieillissement (...) et en cas d’emballement thermique (défaillance, usage abusif)...

Dans les domaines d’innovation d’IFPEN, de nombreux fluides sont employés pour diverses applications allant de la production d’énergies renouvelables à la mobilité durable. Ces fluides sont bien souvent des mélanges complexes et la chimie de leurs composants (hydrocarbures, alcools, esters, etc.) varie en fonction de l’application ciblée : combustion, refroidissement, lubrification, isolation électrique...