Les   Perturbation  harmoniques  dans les systémes  électrique 2020
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Transition energetique et systemes electriques insulairesLes systemes electriques insulaires electriques face a la transition
REE Ndeg2/2020 37 REE Ndeg2/2020 37 Actualites Un imperatif mondial sortir des energies fossiles Les consequences nefastes de l'accu mulation dans l'atmosphere des gaz a effet de serre, resultat de l'activite hu maine, ne font maintenant plus debat. Nous assistons, impuissants, a un de reglement climatique se traduisant par des phenomenes meteorologiques de plus en plus violents et surtout par une elevation rapide du niveau moyen de la temperature les consequences de ce changement sont connues et leur aggra vation previsible disparition de nom breuses especes vivantes, elevation du niveau des oceans se traduisant par la disparition de regions entieres, migra tions humaines vers des regions plus vivables, avec les risques de conflits qui pourraient en decouler, etc. Pour echapper aux catastrophes annon cees, ou du moins en reduire la gravite, l'humanite doit reduire drastiquement la production de ces gaz, dont la ma jeure partie provient de la combustion des energies fossiles. Or il est clair que nos economies reposent largement sur la consommation des hydrocarbures, sources d'une grande partie des ener gies qui
Jacques Horvilleur
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Entretien avec Andre Merlin la maitrise des grands systemes electriques
REE Ndeg1/2020 Z 125 Actualites REE La transition energetique se traduit, notamment, par une evo lution des modes de production de l'energie electrique, avec un ac croissement rapide de la part des energies renouvelables. Quelles reflexions cette evolution vous ins pire t elle Andre Merlin Un grand systeme electrique comme celui que nous de veloppons en Europe depuis la fin de la Premiere Guerre mondiale est un sys teme complexe. L'Academie nationale d'ingenierie des Etats Unis est meme allee jusqu'a dire qu'il constituait le sys teme le plus complexe cree et realise par l'esprit humain au vingtieme siecle. Tres vite, bien avant l'ouverture des marches, on s'est apercu que pour mai triser cette complexite, il fallait disposer d'outils d'aide a la decision. Cette complexite tient principalement au fait que l'electricite n'est pas stoc kable directement. Il faut donc en per manence proceder a un equilibrage entre l'offre et la demande qui est tres variable au cours de l'annee, de la se maine et de la journee. Pour que cette operation soit realisee dans des condi tions techniques acceptables
Andre Merlin
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Les communications sur les reseaux electriques
REE Ndeg1/2020 Z 71 Les communications sur les reseaux electriques Principes de transmission et applications i Le dossier Introduction La technologie des courants porteurs en ligne (CPL ou Power Line Communication en anglais) consiste a utiliser le reseau de distribution d'energie classique pour transmettre des informations. Elle repre sente un moyen efficace pour construire un reseau de connectivite sans neces siter l'installation de cables supplemen taires. L'idee d'employer le reseau elec trique pour transmettre des informations s'est developpee des le debut du XXe siecle [1] En 1838, deja, l'anglais Edward Davy proposait une methode permettant le releve du niveau des batteries pour les sites distants du telegraphe entre Landon et Liverpool. Dans les annees 1920, on commercialisait des repeteurs pour les compteurs electromecaniques et les premiers systemes de telemetrie ont commence a operer sur les lignes haute tension (HT) En 1950, la pre miere specification de communication CPL, Ripple Carrier Signalling (RCS) a ete developpee pour les lignes moyenne tension (MT) et basse tension (BT) Ce type de systemes perme
Pascal Pagani
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Developpement d'un systeme de caracterisation de batterie
Developpement d'un systeme de caracterisation de batterie La Revue 3EI ndeg101 Juillet 2020 Revue 3EI 26 DEVELOPPEMENT D'UN SYSTEME DE CARACTERISATION DE BATTERIE LORENZO CHARLES, MOUMNA ABDELGHAFOUR, ALMANZA MORGAN charles.lorenzo@ens paris saclay.fr, abdelghafour.moumna@ens paris saclay.fr, morgan.almanza@ens paris saclay.fr Un systeme de stockage d'energie electrochimique conserve l'energie electrique sous forme chimique. C'est un element incontournable des systemes embarques (electroniques portables, vehicules) car il est flexible d'utilisation et localement propre. Ces systemes souvent presentes d'un point de vue electrochimique (reaction d'oxydoreduction, cinetique chimique, mecanisme de transport migration/diffusion, reaction parasite. sont aussi des systemes de stockage qui doivent etre etudies en tant que tels (energie stockee, puissance, autodecharge. Ces deux points de vue se retrouvent dans les specifications des accumulateurs tantot des informations sur la capacite en A.h, soit la charge qui peut transiter au travers de l'accumulateur, tantot des informations sur l'energie stockee en W.h. L'utilisateur
Lorenzo Charles Moumna Abdelghafour Almanza Morgan
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Redefinition des standards de qualite reseaux HVDC en aeronautique
Le developpement des systemes electriques et l'elaboration d'architectures de plus en plus complexes pose des problematiques egalement complexe relatives a la qualite reseau, ainsi que de la stabilite. De ce fait, l'avionneur impose, a la fois aux equipementiers concepteurs des charges et des sources, des specifications pour s'assurer du bon fonctionnement de l'ensemble du reseau et des appareils qui lui sont connectes. Cependant, les equipementiers appliquent des techniques de filtrages pour repondre, d'une part aux standards imposes. D'autre part, ces etages de filtrages protegent les equipements des perturbations et de la pollution harmonique produite par la source ou par les autres equipements connectes sur le reseau. Par consequent, ces solutions de filtrage presentent un poids important pour la masse totale du reseau electrique. Les etudes menees au cours de ces travaux reposent, dans un premier temps, sur la concretisation des relations reliant les exigences actuellement imposees par l'avionneur et la masse des equipements electriques grace a des dimensionnements optimaux. Dans un deuxieme temps, la demarche proposee pour la redefinition des exigences est basee sur une analyse critique des specifications actuelles en les repertoriant selon leurs impacts sur la masse de filtrage tant au niveau charge qu'au niveau de l'architecture. Enfin, les objectifs de ces travaux consistent a batir une strategie de redefinition des exigences visant a minimiser la masse de l'ensemble des equipements electriques et a assurer la qualite et la stabilite du reseau. Cette strategie emploie differents outils de simulation et de post traitement developpes et testes au cours de ces etudes
Bernard Makhraz
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Le vehicule electrifie, une solution d'avenir pour l'automobile
Le vehicule electrifie La Revue 3EI ndeg99 Janvier 2020 Theme 3 LE VEHICULE ELECTRIFIE, UNE SOLUTION D'AVENIR POUR L'AUTOMOBILE FABRICE LE BERR(1) ANTHONY JUTON(2) (1) Chef du departement Systemes electrifies, IFPEN, fabrice.le berr@ifpen.fr (2) professeur agrege de physique appliquee, ENS Paris Saclay, anthony.juton@ens paris saclay.fr Ce premier article vise a introduire le sujet en l'ancrant dans une perspective economique et ecologique s'appuyant sur des etudes scientifiques solides, pour montrer la pertinence de la filiere electrique pour contribuer a repondre a l'enjeu environnemental de la decennie qui s'ouvre. L'aspect social (possession/location du vehicule, auto partage, rejet urbain de l'automobile au profit des mobilites douces) bien qu'interessant n'est pas traite ici. 1. Le marche du vehicule electrique en 2019 En France, en Europe, comme en Chine ou aux Etats Unis, plusieurs facteurs influencent le marche des vehicules electriques La reglementation dans le centre des grandes agglomerations. Parmi de nombreux exemples notons Copenhague zero emission en 2030 ou Paris interdite au diesel en 20
Anthony Juton Fabrice Le Berr
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Microscopie par generation de troisieme harmonique resolue en polarisation pour l'imagerie de la myeline et des biocristaux
Cette these s'interesse a l'imagerie multiphotonique par generation de troisieme harmonique (THG) combinee a des mesures resolues en polarisation (PTHG) sur des systemes biologiques pour acceder a des informations complementaires sur la morphologie et la microstructure de structures anisotropes. Une premiere application vise a extraire des informations de la gaine de myeline qui est la gaine lipidique entourant les axones du systeme nerveux central (CNS) des vertebres, et dont la destruction dans des pathologies comme la sclerose en plaques est a l'origine de perturbations dans la propagation des influx nerveux. Une seconde application concerne les biocristaux, dont nous traiterons ici l'exemple de l'otolithe situe dans l'oreille interne du poisson zebre. Grace a sa forte sensibilite aux discontinuites des proprietes optiques et a l'anisotropie des materiaux, la microscopie THG apparait comme un outil de choix pour visualiser ces deux structures biologiques non marquees avec une resolution submicrometrique. Dans ce manuscrit, nous presentons d'abord un travail fondamental de caracterisation analytique, numerique (modele FDTD) et experimentale de la reponse PTHG sur des structures modeles. Nous avons notamment mis en evidence la presence d'aberrations de la reponse PTHG au voisinage d'interfaces paralleles a l'axe de propagation du faisceau d'excitation induites par des desaccords d'indices. L'evaluation de la modulation artefactuelle induite par ces aberrations a permis d'interpreter la composante de modulation PTHG sur ces interfaces associe a l'ordre moleculaire dans des structures lipidiques modeles. Ensuite, nous decrivons la mise en place d'un dispositif d'acquisition PTHG rapide dedie a l'imagerie in vivo de structures biologiques. Nous presentons de nouvelles applications biologiques de la microscopie PTHG en utilisant une methode d'analyse des signaux THG polarimetriques par transformee de Fourier. Enfin, nous presentons une etude systematique de caracterisation des contrastes THG/PTHG sur les fibres myelinisees du CNS de poissons zebres et de souris.
J Morizet
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Power Line Communication (PLC) for DC Microgrid systems
L'utilisation de fils electriques pour fournir des capacites de transmission de donnees, connues sous le nom de Courant Porteur en Ligne (CPL) a beaucoup evolue au cours des dernieres annees afin de pouvoir repondre a des besoins croissants de transfert de donnees l'impliquant la communaute scientifique, la recherche industrielle, ainsi que des organismes de reglementation et de normalisation. Les reseaux CPL offrent un certain nombre d'avantages qui en font un complement utile et un concurrent fort pour les solutions de reseau sans fil. Le principal interet des reseaux CPL reside sur le cout marginal de deploiement lorsqu'une infrastructure electrique cablee est deja en place. Les reseaux CPL permettent la communication a des debits de donnees eleves a travers des obstacles qui degradent generalement les signaux sans fil. Et constitue donc constitue une alternative peu couteuse pour completer les technologies existantes en vue d'une couverture complete d'un batiment ou d'un quartier. La plupart des solutions CPL etaient utilisees sur le reseau a courant alternatif (CA) mais avec l'arrivee des energies renouvelables de nouvelles perspectives s'ouvrent avec les reseaux a courant continu (CC) Cette these propose une solution CPL simple et innovante pour une structure maillee micro reseau pour la distribution et la consommation d'energie a CC. Cette contribution fait partie du projet Composant Commande Communication des micro grids DC (C3m) finance par l'ANR (2016 2020) Ce projet propose de remplacer la distribution classique d'une architecture (CA) par une architecture de micro reseau intelligent a CC permettant l'integration de diverses sources (EnR, batterie, pour la distribution d'electricite dans les batiments. Cette these propose une architecture de Courant Porteur en Ligne pour les micro reseaux a CC basee sur un nouveau modem physique sur courant porteur sur le bus CC et CAN (une norme ouverte issue de l'industrie automobile) Afin de valider l'architecture, un veritable banc de test pour micro reseaux a CC avec PV, LED et la batterie a ete mis en oeuvre pour servir d'outil de test pour la communication. Les tests de transmission de donnees entre les noeuds de CPL ont permis d'evaluer les performances de notre pile de protocolaire par rapport aux exigences des applications de micro reseaux CC. Les principaux resultats concernant l'applicabilite de ce concept et ses limites sont egalement ete presentes.
Thanh Kha Tran
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Filtrage actif des harmoniques dans les reseaux electriques
Un phenomene important entrainant la degradation de la qualite de l'energie est la presence de la pollution harmonique sur les reseaux electriques qui a des effets nefastes sur les equipements electriques (soit a courte terme ou a long terme) En comparaison avec les moyens classiques de mitigation, tels que le filtrage passif. le filtrage actif est considere par les specialistes des reseaux comme etant la solution avant gardiste pour filtrer les harmoniques Dans ce memoire, nous avons aborde les structures de filtres actifs paralleles, series et combinees (UPQC) en vue d'etudier la compensation de tous les types de perturbations susceptibles d'apparaitre dans le reseau electrique. Des methodes d'identification de perturbations, associees a des techniques de commandes en utilisation des regulateurs classique PI et regulateur numerique RST sont concues, testees en simulation et analysees. Les resultats de simulation montrant la capacite de ces filtres actifs de faire face a tous les types d perturbation (en courant et en tension)
Rahima Bechar
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Mise en oeuvre d'un cadre de surete de fonctionnement pour les systemes d'automatisation de sous stations intelligentes application a la distribution de l'energie electrique
Depuis son invention, l'electricite joue un role essentiel dans notre vie quotidienne. L'apparition des premieres installations de production d'electricite a la fin du XIXeme siecle a ouvert la voie au systeme electrique et a ses sous systemes. Les consommateurs d'energie electrique exigent un service fiable en termes de stabilite et de securite du reseau electrique. Depuis la liberalisation des marches, les producteurs d'energie electrique, les fournisseurs de services publics et d'equipements, en tant qu'acteurs principaux, suivent une tendance emergente pour satisfaire les demandes des consommateurs. Cette tendance implique l'amelioration des technologies, l'innovation et le respect des normes et des reglementations gouvernementales. Tous ces efforts ont ete qualifies de concept de reseaux intelligents (Smart Grid en anglais) qui evolue pour repondre aux demandes futures.Les sous stations numeriques modernes et futures faconnent des noeuds essentiels dans le reseau electrique, ou la stabilite du flux d'energie electrique, la conversion des niveaux de tension et la protection de l'equipement du poste de commutation figurent parmi les principaux roles de ces noeuds. La norme prometteuse CEI 61850 et ses composants apportent de nouvelles fonctionnalites aux systemes d'automatisation des postes. L'utilisation de la communication Ethernet dans ces systemes reduit la quantite de connexions cablees qui reduit l'encombrement de l'equipement de la sous station, des dispositifs et de leur cablage.L'integration des nouvelles fonctionnalites CEI 61850 au niveau des sous stations requiert des competences multidisciplinaires. Par exemple, considerons les taches de protection et de controle de la puissance d'un cote et les technologies de l'information et de la communication de l'autre. La dependance entre les fonctions d'automatisation des sous stations et les reseaux de communication a l'interieur d'une sous station pose de nouveaux defis aux concepteurs, integrateurs et testeurs. Ainsi, etudier la fiabilite des fonctionnalites du systeme, par exemple, les schemas de protection, exige de nouvelles methodes d'essai ou les methodes conventionnelles ne sont pas applicables. Les nouvelles techniques devraient fournir des moyens d'evaluer les performances des systemes concus et de verifier leur conformite aux exigences des normes.Afin d'ameliorer la fiabilite du systeme concu, ce travail vise a developper des methodes pour tester les systemes d'automatisation de sous station CEI 61850, en particulier sur les processus et les niveaux de la baie, dans une plate forme dediee aux taches de recherche. Cette plate forme incorpore des dispositifs de pointe et des cartes de test qui aideront a observer simultanement les interactions dynamiques des transitoires de puissance et les perturbations du reseau de communication. Les donnees obtenues lors des tests experimentaux seront utilisees pour diagnostiquer les defaillances et classer leurs causes afin de les supprimer et d'ameliorer la fiabilite du systeme concu.
Ahmed Altaher