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Activités de recherche

Mes travaux de recherche sont essentiellement centrés, sur la modélisation, la commande et la conception par optimisation sous contraintes multi-physiques (électriques, thermiques, CEM, volume, fiabilité …) de chaînes de conversion d’énergie en considérant la gestion de l'énergie embarquée et en s’appuyant sur une double approche numérique et expérimentale :

  • Développement de méthodologies de pré-dimensionnement par optimisation sous contraintes multi-physiques avec intégration des aspects de fiabilité et de collaboration pour les chaînes de conversion mécatroniques (sources, convertisseurs de puissance, …)
  • Prise en compte de l'interaction entre la commande et la physique du système dès les premières phases de conception.
  • La modélisation électrique des sources d'énergie électrochimique, et leur intégration dans un système de génération d'énergie électrique.
  • Intégration de la gestion temps réel de l'énergie embarquée avec une hybridation des sources (pile à combustible, supercondensateurs, batteries), c’est-à-dire la répartition des flux de puissance au sein d’un système complexe possédant plusieurs sources énergétiques. Le cadre applicatif est notamment les véhicules électriques et l'avion plus électrique.
  • Développement des stratégies d’éco-conduite visant à répondre aux nouveaux défis pour les transports durables de demain (transports plus verts et plus intelligents)
  • Développement expérimental : Nos travaux s’appuient sur des preuves de concept à travers la réalisation de démonstrateurs.

Participation aux projets

  • [Proj-1] Participation à la réalisation du projet CISACS Concept Innovant des Systèmes d’Actionnement de Commandes de vol et de Servitudes. (FUI6-Pôle ASTECH) (2009 - 2013)

L’objectif de ce projet est de préparer le passage à l’avion tout électrique en remplaçant des actionneurs hydrauliques de commandes de vol et de servitudes par des actionneurs électriques en optimisant la masse embarquée de ces systèmes électriques et en respectant des contraintes multi-physiques : électrique, thermique et fiabilité.        

Contribution : Apport scientifique sur l’optimisation d’une électronique de puissance mutualisée (onduleur plus commutateur de puissance) pour des actionneurs électriques travaillant d’une manière séquentielle.

Parmi les partenaires de ce projet : Dassault aviation, Sagem, Messier Bugatti, Messier Dowty, Eurilogic, ADR, ERTE, EquipAero, le LGEP, l’INSA Toulouse …

  • [Proj-2] Participation au montage et à la réalisation du projet VEH 2 Electrification véhicule - Nouvelles électroniques de puissance / Fiabilité de l’électronique de puissance. (VEDECOM) (2011 - 2014)

Le projet s’inscrit dans le cadre de l’électrification des sous-systèmes embarqués pour des véhicules électriques/hybrides. Son objectif est de proposer une méthodologie de conception multi-physique et multi-niveau de convertisseurs multicellulaires (entrelacés) prédisposés par essence à une reconfiguration aisée. En plus, d’intégrer l’aspect fiabilité dans la conception dès la phase de pré-dimensionnement au même niveau que les autres contraintes (électriques, rendement, thermiques, encombrement, compatibilité électromagnétique) afin de fiabiliser la démarche de conception, de lever le maximum de risques avant de réaliser les premiers prototypes et d’augmenter la disponibilité du système.

Contribution : Positionnement scientifique et participation à l’encadrement de la thèse de Mahraz BENDALI [TH1] portant sur la conception multi-niveau multi-physique de systèmes mécatroniques automobiles.

Parmi les partenaires de ce projet : LGEP, IFSTTAR, VEDECOM.

  • [Proj-3] Participation au montage et à la réalisation d’un projet portant sur l’étude de faisabilité sur le stockage et la récupération d’énergie dans les principaux équipements de dépôt, dans le cadre d’une collaboration ESTACA-ALSTOM. (10/2016 - 05/2017)

Le projet s’articule autour de la problématique de l’efficacité énergétique des chaînes de conversion d’énergie données (dans le cadre de cette étude) par les équipements de dépôt. L’idée est de s’intéresser à l’apport énergétique de l’intégration d’une assistance à l’égard du fonctionnement transitoire (notamment en phase de démarrage) et au potentiel de récupération de l’installation.

Contribution : Chef de projet ESTACA (pilotage de l’activité scientifique, organisation du déroulement et l’exécution du projet, encadrement de 5 étudiants, livrable). J’ai supervisé une étude qui a permis de proposer à notre partenaire, une étude comparative permettant de choisir l’architecture là mieux adaptée à sa problématique, tout en respectant les contraintes physiques et géométriques impliquées. Enfin, une étude du Retour sur Investissement a été menée, pour démontrer la faisabilité de l’approche et le choix technologique associé en fonction de l’évolution du cahier des charges.

  •  [Proj-4] Participation active au montage et à la réalisation d’un projet portant sur Design of multi-spectral LED sources for cooperative ADAS camera systems, dans le cadre de la chaire ELS Embedded Lighting Systems. (03/2018 - 09/2018)

L’ambition de la Chaire ELS est de développer l’éclairage pour le véhicule autonome (voir et être vu). Le projet s’articule autour de la problématique de la perception des véhicules autonomes liée aux échanges d’informations entre véhicules V2V (Vehicle to Vehicle).  L’idée est de s’intéresser au potentiel des échanges au travers de l’éclairage, plus particulièrement la signature de l’éclairage associée à la modulation des signaux. Cela nécessite une bonne lecture des images captées et surtout l’interprétation associée.

Contribution : J’ai participé à une étude qui a permis de développer un outil capable d’identifier et d’extraire les informations issues de l’éclairage automobile. Cet outil s’appuie sur la gestion coopérative de l’analyse des images qui permet de procéder à une interprétation pertinente utilisant une base de données constructeur (RENAULT), en vue d’une prise décision dans le cadre du véhicule autonome. Cette solution présente une voie complémentaire aux technologies existantes radiofréquences.

Parmi les partenaires de ce projet : Institut d’optique, RENAULT, Chaire ELS.

  • [Proj-5] Participation active au montage et à la réalisation du projet MIMe Module d’Intégration et de simulation Mécatronique. (FUI19 - Pôle MOVEO, Systematic) (2020 - 2023)

L’objectif de ce projet est de permettre la collaboration structurée, instantanée et efficace, dans le cadre de projets visant à concevoir des systèmes mécatroniques. Il s’agit de concevoir un outil facilitant l’échange de données entre donneurs d’ordre et fournisseurs dans le cadre de la conception multidisciplinaire.

Contribution : J’ai participé au montage et à la réalisation en tant que chef de projet ESTACA. Ma principale contribution est liée à la mise en place d’une méthodologie de conception collaborative entre les équipes d’ingénierie disciplinaire, dans laquelle les connaissances des produits et les processus sont centralisés et partagés par un outil de collaboration, permettant ainsi de réduire le temps de conception, d’assurer une collaboration dynamique, de résoudre les conflits interdisciplinaires et de réutiliser les connaissances de projets antérieurs. La méthodologie a été appliquée sur un produit mécatronique automobile : un boitier papillon motorisé. Dans ce cadre, j’ai co-encadré la thèse de Mehdi MCHAREK [TH2] portant sur la gestion des connaissances pour la conception collaborative et l’optimisation multi-physique de systèmes mécatroniques.

Parmi les partenaires de ce projet : UTC, Supmeca, Valeo, PSA, Deltacad, Soyatec …

  • [Proj-6] Participation active au montage et à la réalisation du projet ECOS Nord, Eco-driving strategies for electric motorcycle. (2020 - 2023)

Ce projet s’inscrit dans le cadre du programme de coopération et de partenariat universitaire et scientifique France – Colombie. Il permet notamment de fournir aux chercheurs impliqués dans les projets retenus le soutien matériel nécessaire à leurs échanges. Dans ce contexte, notre projet est lié aux travaux de thèse de Yesid BELLO [TH5].

Contribution : Chef de projet ESTACA (pilotage de l’activité scientifique, organisation de la mobilité des chercheurs entre partenaires, encadrement d’une thèse)

Parmi les partenaires de ce projet : Université polytechnique Javeriana, Université de Lorraine.

  • [Proj-7] Participation active au montage et à la réalisation du projet AmCoAIR Amélioration des Connaissances de la qualité de l’AIR dans un habitacle automobile. (APR ADEME Qualité de l’Air, Changement Climatique, Energie) (2020 - 2023)

L’objectif du projet est de proposer une solution innovante permettant l’amélioration de la Qualité de l’Air Habitacle (QAH). En effet, au vu du temps journalier moyen passé dans le véhicule, réduire la pollution dans les habitacles des véhicules automobiles, permettrait de réduire l’exposition des passagers aux différents polluants et à leurs effets néfastes. Ainsi, améliorer la QAH, devra mettre une combinaison de solutions, entre les filtres habitacles mais aussi la mise en œuvre d’une gestion intelligente de la ventilation pour trouver le bon équilibre entre air provenant de l’extérieur et celui recirculé. Cela suppose une meilleure connaissance de tous les paramètres pouvant influencer les concentrations tant externes (trafic, météorologie, infrastructure routière, …) qu’internes aux véhicules (ventilation, structure de l’aéraulique interne, …).

Contribution : Apport scientifique - Lot 4 : développement et validation de concept de gestion intelligente de la ventilation pour l’amélioration de la qualité de l’air habitacle en intégrant les paramètres liés aux conditions internes et externes d’usage.

Parmi les partenaires de ce projet : ARIAMIS, ADEME …

  • [Proj-8] Participation active au montage d’une chaire portant sur la transition énergétique et environnementale (SNCF, ESTACA, IFPEN) - recherche/ formation. (2021 : en cours)

Contribution : Chef de projet ESTACA

  • [Proj-9] Participation active au montage du FERROCAMPUS : Campus des Métiers et des Qualifications de la Mobilité Ferroviaire Durable, Connectée, Autonome et Décarbonée (Région Nouvelle Aquitaine, EIGSI, ESTACA, ITS, LGM, LBP – recherche/formation. (2021 : en cours)

Contribution : Chef de projet ESTACA (Volet recherche)

  • [Proj-10] Participation active au montage du projet MobiSAT : Mobilités innovantes pour les Systèmes Avancés dans les Territoires (UGE, ESTACA, UVSQ, VEDECOM, EFFICACITY, CAOR) – recherche/formation. (2021 : en cours)

Contribution : Chef de projet ESTACA (Thème 2 : Energie et smart grid)

Responsabilités et rayonnements scientifiques

  • Animateur de la thématique ECSM Energie et Conception des Systèmes Mécatroniques (6 Enseignants chercheurs et 13 doctorants), depuis 2019 : coordination, planification et organisation des différentes activités liées à la recherche en étroite concertation avec le responsable du pôle et les autres animateurs.
  • Référent plateformes expérimentales, depuis 2012 : coordination du développement expérimental du pôle S2ET-Paris Saclay (10 plateformes expérimentales : véhicule électrique autonome, drone, machines électriques, modulateurs de puissance, système PAC ….
  • Membre du conseil scientifique (ESTACA), depuis 2019 : participation à l'élaboration des grandes orientations de la politique scientifique de l'ESTACA. (Membres : 15 externes et 8 internes)
  • Membre du comité de domaine 1 VEDECOM (Représentant ESTACA), depuis 2019.
  • Membre du COLAB (COnseil LABoratoire de l’ESTACA’Lab), depuis 2018 : participation à l’organisation quotidienne de la vie du laboratoire.
  • Participation aux groupes de recherche : GDR SEEDS (Systèmes d’Energie Electrique dans leurs Dimensions Sociétales), GDR PACS (Pile à Combustible), GDR MACS (Modélisation, Analyse et Conduite des Systèmes dynamiques).
  • Membre IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) depuis 2009.
  • Expertise scientifique : ANR (Agence Nationale de la Recherche, projet générique 2016), FRQ (Fonds de recherche du Québec, 2014).
  • Membre des comités scientifiques :
  • International Symposium on Sustainable Hydrogen ISSH2-2017.
  • International Conference on Electrical Engineering ICEEB-2018.
  • Conférence Internationale sur l'Energie, les Matériaux, l'Energétique Appliquée et la Pollution ICEMEAP 2019 (co-organisation).
  • Global Summit on Electronics & Electrical Engineering GSEEE2021.
  • Co-organisateur Special Issue on “Hydrogen for Transportation Applications: FC Systems, Embedded Storage and Green Hydrogen”, international journal Energies, 02/2021.
  • Chairman de la session Energy Management Strategies - ICEMEAP 2019, Constantine, Algérie.
  • Relectures d’articles de conférences et de revues (IEEE Transactions on Vehicular Technology, IEEE Transactions on Industrial Electronics, IET Power Electronics, Energies, VPPC, IECON, ISIE …).
  • Conférence plénière : Techniques avancées pour la gestion d'énergie des systèmes multi sources utilisant des énergies renouvelables, ICEMEAP 2019, Constantine, Algérie.
  • Contribution au montage du programme ‘électrification véhicule’ de l’IEED VEDECOM (Véhicule Décarboné Communicant et de sa Mobilité, lancement 2011) : identification des verrous technologiques/techniques, élaboration de la politique scientifique, proposition de sujets de thèses ...
  • Collaborations nationales et internationales :
  • O. BETHOUX, C. MARCHAND et F. ALVES : GeePs – France [Proj-2], [TH1, TH4], [RI9, RI17, RI18, …], méthodologies de conception ; système hybride ; gestion d’énergie.
  • M. KARKRI : CERTES – France [CN6], gestion thermique des batteries Li-ion.
  • G. COQUERY : IFSTTAR – France [Proj-2], [TH1], [RI9, RI10, CI15, … CI17], méthodologies de conception ; électronique de puissance ; fiabilité.
  • M. HAMMADI et J.Y CHOLEY : SUPMECA- France [Proj-5], [TH2], [RI12, … RI15], [CI21, CI25, CI28], conception multidisciplinaire ; intégration de la collaboration ; …
  • K.E HEMSAS : UFAS – Algérie [Postdoc1], [RI8, RI10, RI21], [CI20, CI23, CI37], intégration des sources non conventionnelles ; gestion d’énergie ; diagnostic ; …
  • F. BOUCHAFAA : USTHB – Algérie [TH3], [RI19, RI22], [RN3], [CI24, CI26], commande MPPT ; continuité de service ; reconfiguration des architectures ; …
  • D. PATINO : PUJB – Colombie [Proj-6], [TH5], [RI16, RI20, RI21, RI24], [CI31, CI33], optimisation énergétique ; stratégies d’éco-conduite ; mobilité connectée.
  • J. RIERA et M. SERA : UPC – Espagne [CI13], gestion d’énergie des sources hybrides.