Continuum de l’énergie :
du matériau aux systèmes

Démonstrateur n°1 : Chaîne de l’hydrogène

L’objectif principal de ce démonstrateur est de mettre en valeur les avancées technologiques du projet COMASYS dans l’ensemble des étapes de production de l’hydrogène vert, de son stockage, de sa transformation en électricité, de son utilisation dans un système embarqué tel un véhicule électrique, de la gestion d’énergie et de sa supervision.

En bout de chaîne, la gestion d’énergie d’un véhicule à motorisation électrique et sources hybrides constitue un verrou à lever sur le point de l’optimisation en temps réel de la dynamique du véhicule, mais aussi de son autonomie, voire de sa durée de vie.

Ce démonstrateur reprend les concepts élaborés au sein du pilier 3 et du socle méthodologique. Il a pour vocation la formation par la recherche en permettant les travaux d’étudiants dans le cadre de projets et de stages et assurera le support matériel des thèses entreprises.

Démonstrateur n°2 : Micro-générateur d’énergie

L’objectif de ce démonstrateur est d’une part de démontrer la faisabilité de récupérateurs multi-sources, c’est-à-dire associant au moins deux gisements d’énergie d’origines différentes : la récupération d’énergie à partir d’ondes électromagnétiques, de la déformation d’une structure ou d’effets thermo-électriques.

D’autre part, il s’agit d’intégrer au mieux le dispositif de stockage dans le système. On imagine ici une solution de stockage discrète, mais répartie, afin de conserver le caractère souple du micro-générateur. Se pose alors la gestion énergétique de l’ensemble, et des solutions devront être trouvées, qui permettent une gestion globale de l’énergie récupérée au niveau du récupérateur, tout en imposant des lois de gestion locales, associées à chaque élément de stockage.

Ce démonstrateur reprend les concepts élaborés au sein du pilier 1 et 2 et du socle méthodologique. Il a pour vocation la formation par la recherche en permettant les travaux d’étudiants dans le cadre de projets et de stages et assurera le support matériel des thèses entreprises.

Socle méthodologique : Jumeaux numériques, gestion et supervision de l'énergie électrique

Ce socle méthodologique transverse aux quatre piliers du projet COMASYS se base d’une part sur le développement d’outils de modélisation multi-échelles et d’autre part sur des méthodes de gestion d’énergie et de pilotage de procédés. Les systèmes de production d’énergie sont des systèmes complexes dus à l’interaction de plusieurs phénomènes (thermique, mécanique, électrochimique, électrique…).

Le caractère multiphysique de tels systèmes nécessite une approche unifiée et graphique pour d’une part l’analyse par des modèles dynamiques mais aussi pour la supervision en termes de commande, gestion de l’énergie électrique et sureté de fonctionnement.

Nous partons du constat que la disparité des champs d’expertise peut être surmontée par une approche commune qui vise à modéliser les phénomènes physiques, approche entreprise à des échelles actuellement très différentes. C’est l’idée de jumeau numérique (basée sur la simulation) qui est ici défendue, c’est-à-dire la possibilité de modéliser un système complexe en prenant en compte avec un degré de finesse choisi les comportements de l’ensemble de ses constituants.

Devant la multiplicité des échelles et des temporalités des phénomènes, des méthodes de réduction de modèle devront être appliquées.