Modélisation dynamique et contrôle d'une micro centrale Rankine pour applications mobiles
Gerard, Simon
Promotor(s) : Lemort, Vincent
Date of defense : 8-Sep-2016/9-Sep-2016 • Permalink : http://hdl.handle.net/2268.2/2015
Details
Title : | Modélisation dynamique et contrôle d'une micro centrale Rankine pour applications mobiles |
Translated title : | [en] Modelisation and control of a Rankine micro plant for mobile applications |
Author : | Gerard, Simon |
Date of defense : | 8-Sep-2016/9-Sep-2016 |
Advisor(s) : | Lemort, Vincent |
Committee's member(s) : | Duysinx, Pierre
Dewallef, Pierre Daccord, Rémi |
Language : | French |
Number of pages : | 62 |
Keywords : | [fr] Valorisation de chaleur résiduelle [fr] cycle de Rankine [fr] automobile [fr] modélisation dynamique [fr] contrôle [fr] PID adaptatif [fr] transport [fr] Volume fini |
Discipline(s) : | Engineering, computing & technology > Energy |
Funders : | Université de Liège Exoès |
Target public : | Researchers Professionals of domain Student |
Institution(s) : | Université de Liège, Liège, Belgique |
Degree: | Master en ingénieur civil électromécanicien, à finalité approfondie |
Faculty: | Master thesis of the Faculté des Sciences appliquées |
Abstract
[fr] Les moteurs à combustion interne ont aujourd’hui atteint leur maturité technologique. Augmenter
encore leur rendement devient désormais presque impossible. Or, afin de préserver la
Terre, les normes en terme de rejets de polluants doivent continuer à être de plus en plus sévères. En ajoutant à cela la raréfaction des carburants conventionnels, les constructeurs automobiles sont poussés à se lancer dans des projets innovants.
L’un d’entre eux consiste en la valorisation des gaz d’échappement. En effet, le rendement
d’un moteur thermique étant assez médiocre, même à son meilleur point de fonctionnement,
une quantité importante de chaleur se retrouve dans les gaz d’échappement qui chauffent donc
inutilement l’atmosphère. Par conséquent, une partie de cette chaleur pourrait être récupérée via
un cycle de Rankine. En plaçant un échangeur de chaleur sur la ligne d’échappement, on peut
faire évaporer un fluide et puis le détendre afin de produire un travail mécanique (directement
renvoyé sur l’arbre du moteur) ou électrique.
Néanmoins, plusieurs contraintes compliquent le développement de cette technologie : peu de
place pour installer un tel système, régimes moteur très transitoires, coût et poids supplémentaires...
De nombreuses études ont donc été menées ces dernières années et l’intérêt technologique
a tout de même pu être démontré. Quasiment tous les constructeurs se sont donc mis à développer cette technologie.
A cette fin, le développement de modèles prédisant de façon précise le comportement du cycle
de Rankine est nécessaire. Ainsi, ce travail a pour objectifs, premièrement, l’élaboration d’un
modèle dynamique de cycle de Rankine et, deuxièmement, le développement d’une stratégie de
régulation du cycle. Pour ce deuxièmement objectif, un PID adaptatif a été implémenté.
En testant le modèle développé sur deux cycles réels de camion, on a obtenu en moyenne
2% de réduction de carburant. Néanmoins, le modèle est encore améliorable et plus de 3% de
réduction moyenne peuvent aisément être atteints. Sachant que le rendement des moteurs stagne depuis de nombreuses années, une amélioration moyenne de 3% montre que cette technologie est extrêmement prometteuse.
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