Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Cyclage électrique“

Le but de ce travail est de dévoiler quelques difficultés de l’enseignement–apprentissage des concepts d’électricité enseignés au cycle collégial marocain et notamment les concepts d’intensité du courant électrique (I) et de la tension électrique (U). Notre étude exploratoire se fonde sur les résultats recueillis auprès d’un échantillon constitué de deux types de groupes: 1) Les apprenants de la 1ère et 2ème année collégiale pour savoir à quel point ils maitrisent ces deux concepts ; 2) les enseignants des sciences physiques du cycle collégial, pour identifier les difficultés rencontrées lors de l’enseignement de ces concepts. Les résultats de ce travail montrent que les apprenants du collège ont des difficultés cognitives et perceptives relatives aux concepts d’intensité et tension électriques. De plus la plupart des enseignants questionnés déclarent que les difficultés majeures qu’ils rencontrent ont une relation avec le concept lui-même, la communication avec les élèves ou l’absence des séances de travaux pratiques.

Les plaquettes sont utilisées par de nombreux entraîneurs comme moyen de renforcement musculaire. Aussi nous est-il apparu intéressant d’étudier l’influence de la taille des plaquettes sur les paramètres biomécaniques du crawl. Sept nageurs (quatre garçons et trois filles) ont été testés. Chaque sujet réalisait le même parcours sans matériel et avec des plaquettes de trois tailles différentes (petites, moyennes et grandes). Les activités électriques de cinq muscles du membre supérieur et du tronc ont été enregistrées avec un système télémétrique. Simultanément, des prises de vue sous-marines ont été effectuées. Sur le plan cinématique, nos résultats montrent que l’utilisation et la taille des plaquettes n’influencent pas la décomposition temporelle des différentes phases ni la distance parcourue par la hanche au cours d’un cycle de bras. Sur le plan électromyographique, la hiérarchie des recrutements musculaires reste inchangée quelle que soit la taille des plaquettes. Le biceps brachii demeure le muscle qui a la plus faible activité électrique au cours du cycle de bras, mais il semble que l’utilisation des plaquettes favorise sa sollicitation pendant la phase de traction. De plus, nous n’avons pas observé d’augmentation linéaire de l’activité musculaire avec la taille des plaquettes.

Le solaire à concentration permet de chauffer à haute température un fluide caloporteur. Le chaleur obtenue peut être ou bien utilisée directement, ou bien convertie en énergie électrique en utilisant un cycle thermodynamique. Un avantage des centrales solaires est de pouvoir améliorer, grâce à un couplage avec des systèmes de stockage thermique, les possibilities de régulation de la production en fonction de la demande. Dans cet article, les performances actuelles et les perspectives d’évolution de ces centrales sont rapidement présentées.

Dans le cadre du Cycle Ingénieurs de la Filière « Microélectronique et Télécommunications » de Polytech Marseille, différents enseignements sont directement articulés autour du procédé MOS proposé dans la salle blanche de l’Atelier Interuniversitaire de Micro-Nano Électronique (AIME, Pôle CNFM de Toulouse). En effet, les TP de physique des composants (3A) et les cours de technologie des composants (4A) portent sur la fabrication et la caractérisation électrique des dispositifs pour la microélectronique. Dans ce contexte nous avons fait une connexion directe avec les expériences dans la salle blanche de l’AIME pour préparer les élèves ingénieurs aux manipulations.

Cet article présente les premiers résultats d’une recherche exploratoire qui visait à valider les prédicteurs de l’engagement et de la persévérance, identifiés par une recension des écrits, auprès d’étudiants et de professeurs à l’intérieur de trois programmes innovants de premier cycle à l’Université de Sherbrooke. Plus précisément, il est question d’explorer quantitativement et qualitativement les caractéristiques de l’engagement et de la persévérance des principaux acteurs du programme. Trois dispositifs de formation innovants sont concernés : le baccalauréat en génie électrique, le baccalauréat en génie informatique et le pré- doctorat en médecine. Cet article mettra en avant les données issues du questionnaire rempli par les étudiants.

Depuis plus de 30 ans le CCMO propose des formations aux techniques de fabrication de micro-composants en salle blanche. L’actualité récentes à remis en lumière l’importance stratégiques de ces technologies de micro-fabrications. A travers un TP de 4 jours, le CCMO permet à des élèves de second cycle, de découvrir l’univers de la fabrication des composants semiconducteurs ainsi que de leurs méthodes de tests électriques. Ainsi au bout de la formation les élèves auront réalisé et testé des transistors, des diodes et même des circuits logiques simples.

Dans le cadre d'un traitement par lagunage naturel des lixiviats d'une décharge d'ordures ménagères broyées, nous avons procédé au cours d'un cycle annuel (mai 1998 à mai 1999) à des analyses biologiques et physicochimiques des eaux à l'entrée (lixiviat brut), dans les quatre bassins successifs et à la sortie du dispositif (lixiviat traité) avant son rejet dans le milieu récepteur (ruisseau Mont Bonnet). L'évolution spatiotemporelle de la qualité des lixiviats a été approchée par le suivi des fluctuations saisonnières de divers paramètres (température, conductivité électrique, pH, oxygène dissous, potentiel redox, chlorures, fer, manganèse, nickel, zinc, azote total, phosphore total, ammonium, DBO, DCO et chlorophylle a). Les résultats montrent deux périodes de dysfonctionnement de la station durant l'année. Un dysfonctionnement estival marqué par une chute du rendement épuratoire du fer, du manganèse et de la DBO, sous l'effet d'une diminution du potentiel redox et du surplus de matières organiques autochtones. Le deuxième dysfonctionnement, observé en hiver et au début du printemps, est caractérisé par une chute des rendements épuratoires pour l'ensemble des éléments chimiques suivis. Cette chute des rendements épuratoires est vraisemblablement liée à la diminution importante des valeurs de pH durant cette période.

Le lac Albert est moins étudié en ce qui concerne l’évolution de la qualité de ses eaux. L’objectif de cette étude était de contribuer à la connaissance de quelques paramètres physico-chimiques des eaux littorales de la partie Sud-Ouest du lac Albert. Pour y parvenir, nous avons utilisé un kit multi-parameter AZ8603 pour le prélèvement, in situ, du pH, de l’oxygène dissous, de la conductivité électrique et de la température pendant un cycle de 24 heures à intervalle de 3 heures durant une année. Il ressort de cette étude que les moyennes de température, conductivité, oxygène dissous et pH sont respectivement de 29,07 °C, 631,65 μs/cm, 4,8 mg/l et 8,01. La concentration en oxygène dissous était plus élevée le jour que la nuit. La différence non significative de température entre le cycle diurne et nocturne montre que l’activité photosynthétique est l’élément explicatif de l’augmentation du taux d’oxygène dissous. Les mois d’avril et de mai se sont distingués par une forte température et une baisse de la concentration en oxygène dissous. Ceux de mars, août, octobre et novembre ont été marqués par une conductivité élevée corrélée positivement à la température.Mots clés : Eaux, lac Albert, physico-chimie, variation nycthémérale. English Title: Physico-chemical of coastal waters of the South-Western part of Albert Lake, DR CongoThe Albert Lake is barely investigated with regard to the evolution of the quality of its waters. The objective of this study was to contribute to the knowledge of some physico-chemical parameters of the coastal waters of the South-Western part of the Albert Lake. To reach the above objective, a kit multi AZ8603 parameter was used to record, in situ, the pH, the dissolved oxygen, the electric conductivity and the temperature during a cycle of 24 hours, with 3 hours interval. This was done during a year. This survey evidenced that the averages of temperature, conductivity, dissolved oxygen and pH were respectively 29.07 °C, 631.65 μs/cm, 4.8 mg/l and 8.01. The concentration of dissolved oxygen was higher during the day as compared to its concentration in the night. The slight difference of temperature between the diurnal and nocturnal cycle showed that the photosynthesis activity was responsible of the increase of the dissolved oxygen rate. The months of April and May were characterized by relatively higher temperature and a lower concentration of dissolved oxygen. Those of March, August, October and November showed higher conductivity correlating positively to the temperature.Keywords: Waters, Albert Lake, physico-chemistry, circadian variation.

La tomographie par impédance électrique (TIE) est une technique d’imagerie non invasive, facilement utilisable au chevet du patient qui permet d’obtenir une évaluation dynamique de la ventilation pulmonaire ainsi qu’une analyse fonctionnelle de régions pulmonaires distinctes. Les variations d’impédance sont mesurées en appliquant un courant alternatif de faible intensité (5mA, 50-70 Hz) au travers d’électrodes placées sur une ceinture positionnée au niveau de la cage thoracique du patient. Les images reconstruites à l’écran sont soit statiques soit dynamiques et représentent la distribution de conductivité à un instant donné ou la variation de la distribution de conductivité entre deux instants. Elles permettent au clinicien d’apprécier en temps réel le degré d’homogénéité de la ventilation et de détecter d’éventuelles asynchronies ventilatoires. Pratiquement, la TIE permet de quantifier les variations régionales d’impédance pulmonaire en fin d’expiration qui seraient en étroit rapport avec les variations de volume de fin d’expiration.Elle offre également la possibilité de mesurer la variation d’impédance à chaque cycle respiratoire, la compliance régionale du système respiratoire, d’évaluer les zones de collapsus, d’atélectasies ou de surdistension, de calculer le centre de ventilation ou encore l’indice de retard régional de ventilation. Elle permet donc de surveiller la ventilation en temps réel et en continu et d’apprécier les répercussions de différents réglages de la ventilation mécanique (titration de la PEEP…) ou de manœuvres à visée thérapeutique sur la ventilation régionale.

This article investigates how digital technologies in the energy sector are enabling increased value extraction in the cycle of capital accumulation through surveillant proceesses of everyday energy consumption. We offer critical theory (Gramsci, Foucault) and critical political economy (Marx) as a guide for critical understanding of value creation in ICT through quotidian processes and practices of social reproduction. In this regard, the concept of the “prosumer” is extended beyond notions of voluntary participation in Web 2.0 to the political economy of energy use. Within this broad framework we investigate national and local level “smart grid” campaigns and projects. The “smartening” of the energy grid, we find, is both an ideological construct and a technological rationalization for facilitating capital accumulation through data collection, analysis, segmentation of consumers, and variable electricity pricing schemes to standardize social practices within and outside the home. We look at BC Hydro as one illustration of where such practices are being instituted.Cet article examine comment les technologies numériques dans le secteur de l’énergie sont en train de permettre, grâce à la surveillance de la consommation de l’énergie au quotidien, une extraction de valeur dans le cycle d’accumulation du capital. Dans cet article, nous avons recours à la théorie critique (Gramsci, Foucault) et à l’économie politique critique (Marx) pour atteindre une compréhension critique de la création de valeur permise par les technologies de l’information et de la communication dans le cadre de pratiques et processus de reproduction sociale au quotidien. À cet égard, nous élargissons le concept de « prosommateur » au-delà de notions de participation volontaire au Web 2.0 en y ajoutant celui d’économie politique de l’utilisation de l’énergie. Dans cette optique, nous examinons des campagnes et projets sur les réseaux électriques intelligents aux niveaux national et local. À notre avis, l’idée qu’il faille améliorer le réseau énergétique est à la fois une construction idéologique et une rationalisation technologique pour faciliter l’accumulation de capitaux au moyen de la collection et l’analyse de données, de la segmentation des marchés et de l’imposition de prix variables sur l’électricité afin de standardiser les pratiques sociales à la maison et au-delà. Nous examinons BC Hydro comme exemple d’un endroit où de telles pratiques ont lieu.

Actuellement, la principale source d’énergie embarquée dans les véhicules électriques est composée de batteries Li-ion. Cette thèse fait partie des thématiques communes de travail que mène L’ESTACA en collaboration avec le L2EP. L’objectif ce projet est d’étudier l’apport d’une source hybride composée de batteries Li-ion et des supercondensateurs, sur les performances d’un véhicule électrique urbain.Dans un premier temps, une stratégie de gestion d’energie basée sur l’approche des règles déterministes a été appliquée pour montrer l’intérêt de l’association des différentes technologies de batterie Li-ion (haute puissance, haute énergie) avec le supercondensateur en fonction de l’autonomie voulue. Cette étude nous a permis de proposer une solution optimale (poids, volume, coût..) composée d’une batterie énergétique et un supercondensateur.Dans la deuxième partie, on a suivie l’évolution du vieillissement des deux de deux batteries de type haute puissance et hautes énergie dans, respectivement, les configurations mono-source et hybride. Pour réaliser cette étude, un banc de tests, destiné au cyclage et la caractérisation des systèmes de stockage, a été utilisé. Les résultats obtenus, offriront la possibilité de se prononcer sur le type de batteries Li-ion qui pourrait être le plus intéressant pour l’alimentation des véhicules électriques
Currently, the main embedded storage system supplying the electric vehicles is composed of Li-ion batteries. This thesis is one of the common themes of work that ESTACA leads in collaboration with L2EP. The objective of this work is to study the interest of a hybrid source composed of Li-ion batteries and supercapacitors to supply an urban electric.Firstly, an energy management strategy based on deterministic rules is developed to control the power between the battery and supercapacitor. To demonstrate the combination utility, different Li-ion battery technologies (Li-ion high power, high-Li-ion energy) are used on the sizing step. Through this study, we could propose an optimal solution (masses, volumes, costs...) consisting of battery and supercapacitor. In the second part, we have followed the evolution of capacity and the internal resistance losses of high power and high energy batteries type in, respectively, single-source and hybrid configurations. For this study, a test bench, developed for cycling and characterization of storage systems, was used. The results obtained provide the opportunity to choose Li-ion battery technology that could be the most interesting for the supply of electric vehicles

Actuellement, la principale source d'énergie embarquée dans les véhicules électriques est composée de batteries Li-ion. Cette thèse fait partie des thématiques communes de travail que mène L'ESTACA en collaboration avec le L2EP. L'objectif ce projet est d'étudier l'apport d'une source hybride composée de batteries Li-ion et des supercondensateurs, sur les performances d'un véhicule électrique urbain.Dans un premier temps, une stratégie de gestion d'energie basée sur l'approche des règles déterministes a été appliquée pour montrer l'intérêt de l'association des différentes technologies de batterie Li-ion (haute puissance, haute énergie) avec le supercondensateur en fonction de l'autonomie voulue. Cette étude nous a permis de proposer une solution optimale (poids, volume, coût..) composée d'une batterie énergétique et un supercondensateur.Dans la deuxième partie, on a suivie l'évolution du vieillissement des deux de deux batteries de type haute puissance et hautes énergie dans, respectivement, les configurations mono-source et hybride. Pour réaliser cette étude, un banc de tests, destiné au cyclage et la caractérisation des systèmes de stockage, a été utilisé. Les résultats obtenus, offriront la possibilité de se prononcer sur le type de batteries Li-ion qui pourrait être le plus intéressant pour l'alimentation des véhicules électriques

L'objectif de cette thèse est la modélisation des supercondensateurs et l'évaluation de leur vieillissement en cyclage actif pour des applications véhicules électriques et hybrides. Après avoir situé les supercondensateurs dans ce type d'applications, les principes physique et technologique sont présentés et discutés. Ensuite, la modélisation électrique des supercondensateurs est faite grâce à une procédure de caractérisation et des outils expérimentaux adaptés aux courants et aux fréquences envisagés. Le comportement dynamique à forts niveaux de courant est détaillé et un modèle équivalent pour la simulation est proposé. La dépendance en température des paramètres électriques est quantifiée puis introduite dans le modèle électrique. Un modèle thermique permettant l'estimation de la température du point chaud a été alors identifié et couplé au modèle électrique. La prédiction de l'auto-échauffement et l'obtention d'un régime stationnaire thermique peuvent être simulés puis validés expérimentalement. Finalement, l'étude du vieillissement est abordée au travers d'essais de cyclage actif. Pour cela, des profils discontinus à forts niveaux de courant ont été spécifiés. Une procédure de test et de caractérisation périodique spécifique a été définie et mise en œuvre lors de trois campagnes de mesures. Les résultats sont présentés en s'intéressant principalement à l'évolution des paramètres électriques durant le vieillissement accéléré en fonction de la forme du courant, sa valeur efficace et de la durée des arrêts pendant le cyclage.

L'étude du vieillissement des batteries est nécessaire car la dégradation de leurs caractéristiques détermine en grande partie le coût, les performances et l'impact environnemental des véhicules électrifiés, notamment des véhicules 100 % électriques. La méthodologie choisie pour cette thèse consiste en deux étapes bien différenciées, à savoir la caractérisation et la modélisation. Pour la première étape, on s'appuie sur des essais de vieillissement accéléré d'éléments de batterie. Malgré leur caractère accéléré, les campagnes d'essais de vieillissement sont très coûteuses en moyens humains comme matériels : une connaissance à priori des facteurs de vieillissement est nécessaire, soit par le moyen d'études bibliographiques, soit par la réalisation de précampagnes d'essais. Ces études préalables conduisent à la conception d'un plan d'expériences composé d'un certain nombre d'essais dont les résultats permettront de révéler comment les conditions d'utilisation influencent la dégradation des batteries. Dans la seconde étape, grâce à la connaissance apportée par l'étape de caractérisation, on procède à la modélisation du vieillissement. Celle-ci permet de mettre en évidence des lois de vieillissement qui sont généralisées pour prédire l'évolution des performances d'une batterie soumise à des conditions d'utilisation variables dans le temps. Le modèle de vieillissement qui en résulte peut être utilisé pour concevoir et utiliser d'une manière optimale les batteries des véhicules pour minimiser à la fois la consommation d'énergie et de ressources naturelles. En sachant que la dégradation d'une batterie se produit différemment selon si elle est au repos ou si elle est parcourue par un courant, une difficulté majeure est celle de déterminer comment se combinent les effets du vieillissement calendaire et de cyclage pour un véhicule électrique. Dans les applications "véhicules électriques", les batteries passent une part importante de leur temps au repos et les niveaux de courant pendant leur utilisation sont relativement faibles. Les résultats des essais de vieillissement accéléré réalisés dans cette thèse confirment le caractère non-linéaire de la combinaison des vieillissements calendaire et en cyclage lorsque les batteries suivent des profils d'utilisation similaires à l'application considérée. Le modèle de vieillissement qui est proposé dans le dernier chapitre se veut simple mais efficace. Ainsi il repose sur un faible nombre d'équations (2) et de paramètres (6) et il permet de simuler l'évolution de la capacité d'une cellule soumise à un vieillissement qui combine des périodes de cyclage et de repos. Les exemples d'application de ce modèle démontrent son utilité pour l'établissement de stratégies d'utilisation de batteries dans le but de prolonger leur durée de vie
Studying the ageing of batteries is necessary because the degradation of their features largely determines the cost, the performances and the environmental impact of electric vehicles, particularly of full electric vehicles. The chosen method in this thesis is divided in two distinct phases, namely characterisation and modelling. The first phase is based on accelerated ageing testing of battery cells. Despite being accelerated, ageing test campaigns are expensive in terms of workforce and equipments: an a priori knowledge of ageing factors is necessary, either by the means of bibliographic studies or by performing preliminary test campaigns. These initial studies lead to an experimental design setup including a certain number of ageing tests. The obtained results may reveal the influence of use conditions on the degradation of batteries. In the second phase, the battery ageing is modelled applying the knowledge acquired in the first phase. Here, the ageing laws are generalised to predict the performance degradation of a battery subjected to variable use conditions. The resulting ageing model can be used to optimally design and use the battery in a vehicle by minimising both energy and natural resources consumption. Given that battery degradation occurs in a different way if the battery is in rest condition or if a current flows through, a major challenge is to determine how calendar and cycling ageing effects combine together. In electric vehicle applications, batteries are not used (in rest condition) most of the time and current levels are relatively low when they are used. The results from accelerated ageing tests which have been carried out during this thesis confirm the non-linearity of the combination of calendar and cycling ageing when usage profiles are applied to the batteries. The usage profiles are similar to the considered application: the electric vehicle. In the last chapter of this manuscript a simple but effective ageing model is proposed. It lies in a low number of equations (2) and parameters (6) and enables to simulate the capacity fade of a battery cell subjected to ageing conditions combining cycling and rest periods. The application examples prove the usefulness of this model for the development of battery use strategies for the purpose of extending their lifespan

Ce mémoire présente un travail sur le comportement électrique et énergétique des supercondensateurs dans des applications de type traction électrique. Il développe un outil de caractérisation du comportement des supercondensateurs afin de les exploiter dans les applications « courant fort » telles que le transport. Le banc de test développé dans notre laboratoire a permis la caractérisation d'un module de supercondensateurs 112F-48V constitué de 24 composants Maxwell 2700F/2,3V.
En premier lieu, la modélisation du composant nous a paru indispensable pour représenter le comportement de ces composants. Pour cela, deux modèles représentant le comportement énergétique et électrique des supercondensateurs ont été développés. Différentes approches connues ont été confrontées pour aboutir à une méthode simple d'identification, associant des mesures temporelles et fréquentielles.
En utilisant ces modèles, une caractérisation de quatre éléments du module avec un suivi de l'évolution des caractéristiques de chaque élément a été effectuée en fonction de la température. D'autre part, l'observation du vieillissement du module et d'un élément de ce dernier pour les 200.000 premiers cycles a permis de suivre la dégradation des caractéristiques (R, rs et C) des supercondensateurs en fonction du nombre de cycles effectués.
Enfin, un des objectifs initiaux était d'aborder le problème de mise en série du composant afin de l'utiliser en Génie Electrique. Les essais de cyclage réalisés sans dispositif d'équilibrage (hormis les impédances du système de mesure) ont permis d'observer une dispersion naturelle des tensions dépendant de la localisation du composant dans le module.

L’objectif de cette thèse est l’évaluation du vieillissement calendaire des supercondensateurs. Le début est consacré à l’examen des principes et des technologies des générations récentes de supercondensateurs. Ensuite, une modélisation comportementale de ces composants est proposée sur la base des principes physico-chimiques mais surtout à partir de méthodes de caractérisation électriques originales menées sur une plate-forme dédiée. La majeure partie des résultats concerne la quantification du vieillissement calendaire de différents types d’échantillons en focalisant sur l’impact de la tension et de la température. Enfin, ces résultats, pris en compte dans les modèles, sont mis en regard de ceux obtenus lors du vieillissement en cyclage actif et les contributions individuelles identifiées
Abstract

Cette thèse se concentre sur la fiabilité des batteries lithium pour des applications véhicules à faible émission en CO2. Pour cela, des méthodologies de caractérisation électriques et thermiques, des protocoles et des tests de vieillissement de batteries lithium sous différents modes (cyclage actif, calendaire simple et cyclage/calendaire) ont été mis en œuvre.Une première partie de ces travaux de thèse s'attache à la modélisation et à l'estimation des états de charge et de santé de la batterie.La deuxième partie est consacrée à l'étude du vieillissement calendaire des batteries lithium utilisant la spectroscopie d'impédance comme méthode de caractérisation. Ensuite, une méthode originale pour l'évaluation de l'état santé de la batterie est proposée. Elle est basée sur l'exploitation de l'étape de charge à tension constante lors d'une recharge complète et est donc bien adaptée à une intégration au sein d'un système de gestion de batterie. L'approche introduite est validée sur des données réelles de vieillissement allant jusqu'à deux ans de test.Enfin, une étude du phénomène de régénération de la capacité suite à un vieillissement des batteries de type combiné cyclage/calendaire est menée. Cette dernière partie constitue une ouverture pour le développement de stratégies d'usage des batteries lithium en incluant leur comportement thermique.

Ce mémoire contribue à l’amélioration des performances d’une source de stockage hybride embarquée alimentant un véhicule électrique. La solution investiguée est composée de l’association de batteries Li-ion et de super condensateurs, dans le but d’obtenir, par rapport aux solutions classiques, un gain en masse et en durée de vie pour une certaine plage d’autonomie du véhicule. Notre objectif est de mettre à profit l’utilisation de nouvelles méthodes de gestion de la source hybride et de quantifier le gain obtenu. Un modèle multi-physique incluant les aspects électrique, thermique et vieillissement a été développé et intégré dans l’algorithme de gestion d’énergie afin d’évaluer la dégradation progressive des performances des éléments de stockage au cours des cycles de conduite selon la stratégie de gestion implantée. De nouvelles stratégies de gestion ayant pour objectif d’agir sur la durée de vie ont été évaluées. Leur impact sur les performances de la source en termes de masse, coût et durée de vie a pu être quantifié et montre bien que par une meilleure gestion des puissances, il est possible de mieux utiliser le stockeur hybride, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles approches de gestion d’énergie pour ces systèmes
This thesis contributes to the improvement of hybrid embedded source performances supplies an electric vehicle. The studied solution is composed of Li-ion batteries and supercapacitors hybridization, with an aim to achieve improved performances in terms of weight and lifetime over traditional solutions. Our main goal is to take the best advantage of new energy management strategies of the hybrid embedded source and quantify obtained improvements. A multi-physic model including electric, thermal and aging behaviors is developed and integrated into the algorithm of energy management in order to evaluate the gradual degradation of storage components performances during driving cycles and implemented control strategy. New energy management strategies intended to act on the lifetime of hybrid embedded source have been evaluated. Their impact on the performances of the source in terms of weight, cost and lifetime has been quantified and clearly shows that it is possible to make better use of hybrid embedded source thanks to a good power sharing, thus opening the way to new approaches of energy management for these systems

Cette thèse se concentre sur la fiabilité des batteries lithium pour des applications véhicules à faible émission en CO2. Pour cela, des méthodologies de caractérisation électriques et thermiques, des protocoles et des tests de vieillissement de batteries lithium sous différents modes (cyclage actif, calendaire simple et cyclage/calendaire) ont été mis en œuvre.Une première partie de ces travaux de thèse s’attache à la modélisation et à l’estimation des états de charge et de santé de la batterie.La deuxième partie est consacrée à l’étude du vieillissement calendaire des batteries lithium utilisant la spectroscopie d’impédance comme méthode de caractérisation. Ensuite, une méthode originale pour l’évaluation de l’état santé de la batterie est proposée. Elle est basée sur l’exploitation de l’étape de charge à tension constante lors d’une recharge complète et est donc bien adaptée à une intégration au sein d’un système de gestion de batterie. L’approche introduite est validée sur des données réelles de vieillissement allant jusqu’à deux ans de test.Enfin, une étude du phénomène de régénération de la capacité suite à un vieillissement des batteries de type combiné cyclage/calendaire est menée. Cette dernière partie constitue une ouverture pour le développement de stratégies d’usage des batteries lithium en incluant leur comportement thermique
In this thesis, we focus on the reliability of lithium batteries used for automotive applications. For this purpose, electric and thermal characterization methodologies as well as aging tests under several modes (calendar, power cycling, calendar/power cycling) are carried out.In a first part of the work, battery modeling and battery state estimation (state-of-charge and state-of-health) are considered.Then, based on periodic characterization from electrochemical impedance spectroscopy, calendar aging is investigated. Next, we proposed an original process for precise battery state-of-health determination that exploits a full recharge and mainly constant-voltage charge step which allows easily its integration within a battery management system. Our experimental results, up to two years real-life data, confirm effectiveness of our technique.Finally, we study the capacity recovery phenomenon occurring due to combined battery aging (calendar/power cycling). This final part is almost dedicated to introduce strategies for battery use presenting at the same time a thermal behavior study

L’objectif de ce travail de thèse était de développer une charnière électrosensible en se basant sur l’impression 4D. Il s’agit d’utiliser une méthode de fabrication additive couplée à un matériau intelligent sensible à un stimulus externe dans le but de créer un mouvement, la quatrième dimension étant le temps. Pour cette étude, le stimulus externe est la température, et l’échauffement est obtenu par effet Joule. L’impression par Fused Filament Fabrication (FFF) qui permet la création d’une structure tridimensionnelle par le dépôt de filaments de polymère fondu a été choisie pour son coût peu élevé, son utilisation aisée, et la production quasi inexistante de déchets. L’acide polylactique (PLA) a été utilisé car il possède d’excellentes capacités de mémoire de forme, est biosourcé, produit en Europe et souvent utilisé en FFF. Dans le but de pouvoir le chauffer par effet Joule, du PLA renforcé par des particules de noir de carbone (CB/PLA) a été considéré. Un matériau thermosensible chauffable à distance par un circuit électrique est ainsi obtenu. Une analyse des couplages électrothermique et électromécanique dans ce matériau a donc été menée. Une première étape a consisté à maîtriser le lien entre les propriétés de l’éprouvette imprimée et les paramètres d’impression. Des éprouvettes rectangulaires ont ensuite été chauffées par effet Joule et observées par caméra thermique dans le but d’étudier le comportement du matériau soumis à trois créneaux de voltages différents. Un modèle basé sur l’équation de la chaleur a été mis en place afin de prévoir les températures atteintes au sein du matériau. Suite à un cyclage électrique, une modification de la microstructure du CB/PLA engendrant une évolution de la résistance électrique a été mise en évidence. Une étude du couplage électromécanique a ensuite été réalisée via des essais de traction monotone et cyclée afin d’analyser l’évolution de la résistance électrique sous sollicitation mécanique et dans le cadre d’une utilisation répétée. Les avantages d’une structure avec un angle d’impression longitudinal par rapport à l’axe de sollicitation ont été mis en évidence par des propriétés électriques et mécaniques supérieures et une meilleure durabilité. D’autres angles d’impression ont également été testés et la théorie des stratifiés a pu être appliquée aux éprouvettes imprimées 3D. Un suivi des endommagements dans les éprouvettes de traction a été mené par émission acoustique et par des observations au microscope électronique à balayage et au micro tomographe. Le développement de craquelures perpendiculaires à l’axe de sollicitation a été mis en évidence. Finalement, une charnière a été conçue et testée pour un angle de pliage de 90°. Une optimisation des paramètres d’impression a été conduite afin de réduire l’influence des contraintes résiduelles dues au procédé de fabrication lors de la phase d’apprentissage de la charnière. Les résultats ont montré l’influence prépondérante de la température du plateau et de la vitesse d’impression. Le déploiement reproductible d’une charnière avec environ 80% de taux de recouvrement a été obtenu, et la force déployée ainsi que la vitesse de déploiement ont été mesurées. L’utilisation répétée d’une telle charnière et sa durabilité ont été investiguées en réalisant dix cycles successifs de déploiement. L’influence de la température de programmation et d’actionnement a été également étudiée. Finalement, une ébauche de charnière réversible a été proposée. Il a ainsi été démontré qu’il est possible de créer un prototype optimisé de charnière activable par effet Joule, à distance, par impression 4D
The aim of this thesis was to develop an electro sensitive 4D printed hinge. 4D printing consists in using an additive manufacturing method coupled with an intelligent material that is sensitive to an external stimulus in order to create movement, the fourth dimension being time. For this study, the external stimulus is temperature, and heating is achieved by the Joule effect. Fused Filament Fabrication (FFF), which creates a three-dimensional structure by depositing melted polymer filaments, was chosen for its low cost, ease of use and low waste production. Polylactic acid (PLA) was used because it has excellent shape memory properties, is biosourced, is produced in Europe and is often used in FFF. To use the Joule effect, PLA reinforced with carbon black particles (CB/PLA) was considered. The result is a heat-sensitive material that can be heated remotely via an electrical circuit. An analysis of the electro-thermal and electro-mechanical couplings in this material was therefore carried out. The first step was to establish the link between the properties of the printed sample and the printing parameters. Rectangular specimens were then heated using the Joule effect and observed with a thermal camera in order to study the behaviour of the material when subjected to three different voltages. A model based on the heat equation was used to predict the temperatures reached within the material. Under electrical cycling, a change in the CB/PLA microstructure was observed, resulting in a change in electrical resistance. A study of the electro-mechanical coupling was then carried out using monotonic and cyclic tensile tests to analyse changes in electrical resistance under mechanical stress and in the context of repeated use. The advantages of a structure with a longitudinal printing angle, along the loading direction, were demonstrated by superior electrical and mechanical properties and improved durability. Other printing angles were also tested and the classical laminate theory was applied to the 3D printed specimens. Damage in the tensile specimens was monitored using acoustic emission, scanning electron microscopy and micro computed tomography. The development of crazes perpendicular to the loading direction was demonstrated. Finally, a hinge was designed and tested for a bending angle of 90°. The printing parameters were optimised to reduce the influence of residual stresses due to the manufacturing process during the programming step of the hinge. The results showed that the temperature of the plate and the printing speed had a noticeable influence. The reproducible deployment of a hinge with approximately 80% of recovery was obtained, and the force deployed and the deployment speed were measured. The repeated use of such a hinge and its durability were investigated by carrying out ten successive deployment cycles. The influence of programming and triggering temperatures was also studied. Finally, a first approach of reversible hinge was proposed. It was thus demonstrated that it is possible to create an optimised prototype of a 4D printed hinge that can be remotely triggered by Joule effect

Les systèmes basés sur les effets thermoélectriques permettent une conversion directe de l’énergie électrique en énergie thermique (et inversement). Les phénomènes physiques mis en jeu dans les matériaux semi-conducteurs et leur mise en œuvre sous forme de dispositifs thermoélectriques sont détaillés puis leurs performances sont discutées, en lien avec les applications visées.

Bien que peu nombreux, certains éléments d’ordre qualitatif semblent indiquer que les guitaristes de jazz experts utilisent un processus de prédiction perceptif ou visuo-moteur pour « esquisser » et préparer leurs improvisations, surtout dans des situations musicales complexes ou répétitives. Une approche reposant sur la visualisation de modèles pour l’apprentissage du manche de la guitare est également très présente depuis ses débuts dans la pédagogie de la guitare jazz. Cependant, malgré cette apparente convergence des modèles visuo-moteurs entre la pratique des experts et la pédagogie des novices, de nombreux professeurs de guitare de niveau universitaire considèrent l’actuel cadre pédagogique de la guitare comme problématique et notent que les étudiants de premier cycle ont souvent des difficultés à improviser et à acquérir les compétences techniques de base. Ce problème pourrait avoir de nombreuses origines, parmi lesquelles une entrée généralement tardive dans l’apprentissage. De plus, les modèles de prédiction perceptifs et visuo-moteurs, bien que pouvant réduire la complexité cognitive et biomécanique dans l’appréhension du manche, peuvent également réduire la créativité dans la résolution de problèmes, ainsi que l’influence des représentations externes ou diagrammatiques et de schémas. L’apprentissage de la guitare jazz est un processus fluide et évolutif, et la plupart des étudiants font finalement un tri parmi les difficultés dues au manche et à la créativité. Mais il semblerait que les modèles de rétroaction perceptifs et visuo-moteurs puissent à la fois faciliter et compliquer la performance guitaristique dans un contexte d’improvisation, en permettant une navigation fluide dans la couche « labyrinthique » du manche mais aussi en limitant potentiellement la créativité dans l’exploration créative et en contraignant les prises de décisions musicales.