Projets de Recherche

Objectif Principal

Le projet vise à améliorer la sûreté de fonctionnement des systèmes industriels et à optimiser la qualité de l'énergie grâce à l'intégration de l'Internet des Objets (IoT). Il combine la surveillance en temps réel, le diagnostic automatisé et le développement de solutions tolérantes aux pannes pour renforcer la fiabilité et l'efficacité des systèmes industriels.

Approche et Méthodologie

• Surveillance et Collecte de Données :
  • Utilisation de l'IoT pour l'acquisition et le partage de données via des bases de données mutualisées.
  • Automatisation de la collecte, du traitement et du diagnostic dans divers secteurs (industrie, énergie, traction électrique, etc.).
• Solutions Tolérantes aux Défauts :
  • Conception de convertisseurs de puissance tolérants aux pannes pour des applications variées (solaire, éolien, hydraulique, réseau électrique, etc.).
  • Réduction de la dépendance aux importations grâce au développement local de ces technologies.
• Audit Énergétique en Temps Réel :
  • Analyse des données pour évaluer la qualité de l'énergie (harmoniques, puissance réactive, pertes ohmiques).
  • Optimisation de la consommation d'énergie et prolongation de la durée de vie des équipements.

Impacts et Résultats Attendus

• Amélioration de la Fiabilité : Surveillance proactive et solutions tolérantes aux pannes pour réduire les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.
• Optimisation Énergétique : Réduction de la facture énergétique et amélioration de la qualité de l'énergie dans les réseaux industriels.
• Innovation Technologique : Développement de prototypes de convertisseurs de puissance et de systèmes IoT adaptés aux besoins locaux.
• Collaboration et Partage : Mutualisation des données et des solutions entre chercheurs algériens pour accélérer l'innovation.

Étapes Clés du Projet

• Intégration de l'IoT pour l'enregistrement et le diagnostic dans un environnement industriel.
• Partage des données via des plateformes dédiées pour favoriser la collaboration entre chercheurs.
• Développement de solutions tolérantes aux défauts, notamment pour les convertisseurs de puissance.
• Optimisation de la qualité de l'énergie dans les réseaux industriels.

Secteurs d'Application

• Énergies Renouvelables : Solaire, éolien, hydraulique.
• Industrie : Traction électrique, gestion de l'énergie, compatibilité électromagnétique.
• Réseaux Électriques : Qualité de l'énergie, gestion des harmoniques, réduction des pertes.

Objectif Principal

Le projet a pour objectif la conception, l'optimisation et la réalisation d'un séparateur magnétique capable de purifier des minerais de fer contenant des éléments non magnétiques. Ce séparateur permettra d'extraire sélectivement des particules de fer de granulométrie micrométrique et de propriétés magnétiques différentes, en utilisant un champ magnétique généré par un tambour à configuration spéciale.

Contexte et Problématique

Les minerais de fer contiennent souvent des impuretés non magnétiques (comme le zinc) qui réduisent leur qualité et leur valeur marchande. La séparation efficace des particules ferromagnétiques (𝜇r >>) des particules paramagnétiques (𝜇r >>) nécessite un champ magnétique adapté et une configuration optimisée du séparateur. Ce projet vise à répondre à ce défi en tenant compte des contraintes techniques, économiques et opérationnelles.

Approche et Méthodologie

• Simulation du Problème de Séparation :
  • Adaptation des modèles existants pour simuler la séparation magnétique dans le contexte spécifique du minerai à traiter.
  • Introduction des nouvelles conditions de fonctionnement (granulométrie, propriétés magnétiques, concentration, etc.).
• Optimisation du Séparateur :
  • Optimisation globale du séparateur en tenant compte de plusieurs paramètres :
  • Granulométrie et nature magnétique des particules : Taille et propriétés magnétiques des particules à séparer.
  • Configuration du champ magnétique : Intensité, gradient et distribution du champ magnétique.
  • Aspects mécaniques : Vitesse de rotation du tambour, débit d'alimentation, etc.
• Développement du Prototype :
  • Conception et construction d'un prototype basé sur les résultats d'optimisation.
  • Tests et validation dans des conditions réelles avec différents types de minerais.

Impacts et Résultats Attendus

• Impact Économique : Valorisation des minerais de fer locaux en améliorant leur pureté et donc leur valeur marchande.
• Innovation Technologique : Développement d'un séparateur magnétique adapté aux caractéristiques spécifiques des minerais algériens.
• Application Industrielle : Transfert de technologie vers l'industrie minière pour une mise en œuvre à grande échelle.
• Contribution Scientifique : Avancement des connaissances dans le domaine de la séparation magnétique et de l'optimisation des procédés associés.

Objectif Principal

Le projet vise à concevoir et développer un onduleur principal haute performance pour les systèmes de traction des véhicules électriques. Cet onduleur convertira l'énergie continue des batteries en énergie alternative pour alimenter le moteur électrique, avec un accent particulier sur l'efficacité, la fiabilité et l'intégration avec des sources d'énergie renouvelable.

Contexte et Problématique

La mobilité électrique est un élément clé de la transition énergétique. L'onduleur principal est un composant critique des véhicules électriques, influençant directement leurs performances, leur autonomie et leur fiabilité. Ce projet répond au besoin d'onduleurs développés localement, adaptés aux conditions spécifiques et intégrés à des systèmes de recharge utilisant des énergies renouvelables.

Approche et Méthodologie

• Conception et Simulation :
  • Modélisation avancée des composants d'électronique de puissance et des systèmes de contrôle.
  • Simulation de diverses conditions de fonctionnement et optimisation des paramètres de performance.
• Développement du Prototype :
  • Mise en œuvre des conceptions optimisées en utilisant des composants de pointe.
  • Intégration de systèmes de refroidissement avancés et de mécanismes de protection.
• Tests et Validation :
  • Tests complets sous diverses conditions de charge et facteurs environnementaux.
  • Évaluation des performances en termes d'efficacité, de gestion thermique et de fiabilité.

Impacts et Résultats Attendus

• Innovation Technologique : Développement d'onduleurs haute performance adaptés aux besoins et conditions locales.
• Efficacité Énergétique : Optimisation de la conversion d'énergie pour maximiser l'autonomie et les performances du véhicule.
• Intégration avec les Énergies Renouvelables : Compatibilité de conception avec des systèmes de recharge solaire et autres énergies renouvelables.
• Impact Économique : Réduction de la dépendance aux composants importés et développement de l'expertise locale.

Objectif Principal

Le projet vise à répondre aux défis liés à la recharge des batteries des véhicules électriques et à la gestion du stockage d'énergie à bord, tout en minimisant le temps de recharge grâce à l'optimisation des convertisseurs à découpage et des caractéristiques des batteries. Par ailleurs, il propose une solution durable pour anticiper les besoins croissants en énergie électrique induits par la généralisation des véhicules électriques, en intégrant des smart-grids alimentés par des sources d'énergie renouvelable (photovoltaïque ou éolienne).

Contexte et Enjeux

Avec la prolifération des véhicules électriques, deux défis majeurs émergent :

• Recharge des Batteries : Réduire le temps de recharge tout en optimisant l'efficacité du stockage d'énergie à bord.
• Impact sur le Réseau Électrique : Un parc de 5 millions de véhicules électriques pourrait nécessiter jusqu'à 5 GW de puissance supplémentaire, entraînant des pics de demande difficiles à gérer, notamment aux heures de pointe (8h, 12h, 18h). Ces pics pourraient fragiliser le réseau électrique, nécessitant des investissements massifs pour éviter les instabilités et les coupures de courant.

Approche et Méthodologie

• Optimisation de la Recharge des Batteries :
  • Convertisseurs à Découpage : Optimisation des convertisseurs pour réduire le temps de recharge tout en maximisant l'efficacité énergétique.
  • Caractéristiques des Batteries : Ajustement des spécifications des batteries pour améliorer leur capacité de stockage et leur durée de vie.
• Gestion du Stockage d'Énergie à Bord :
  • Développement de systèmes de gestion de l'énergie (BMS - Battery Management System) pour optimiser l'utilisation de l'énergie stockée dans les véhicules.
• Intégration des Smart-Grids Alimentés par des Énergies Renouvelables :
  • Points de Stockage d'Énergie : Mise en place de smart-grids alimentés par des sources d'énergie renouvelable (photovoltaïque ou éolienne) pour répondre aux pics de demande et stabiliser le réseau électrique.
  • Applications :
  • Aires de Repos : Installation de stations de recharge solaire le long des routes, notamment sur la transsaharienne.
  • Zones Isolées : Déploiement de solutions modulaires pour les zones éloignées du réseau électrique principal.
• Conception Modulaire du Système de Recharge Solaire :
  • Prototype de 15 kW : Conçu avec une architecture modulaire « string centralisé », composé de sous-unités de 5 kW.
  • Évolutivité : Possibilité de dupliquer les sous-unités pour atteindre des puissances plus élevées (par exemple, 45 kW avec 9 sous-unités de 5 kW).
  • Avantages :
  • Flexibilité et adaptabilité aux besoins croissants.
  • Réduction des coûts grâce à la standardisation des sous-unités.

Innovations et Solutions Proposées

• Smart-Grids Renouvelables : Intégration de sources d'énergie renouvelable pour stabiliser le réseau électrique et répondre aux pics de demande.
• Architecture Modulaire : Conception évolutive et flexible pour s'adapter aux besoins futurs.
• Optimisation des Convertisseurs : Réduction du temps de recharge et amélioration de l'efficacité énergétique.
• Gestion Intelligente de l'Énergie : Utilisation de systèmes de gestion de l'énergie (BMS) pour optimiser le stockage et l'utilisation de l'énergie à bord des véhicules.

Objectif Principal

Le projet vise à concevoir et réaliser des maquettes pédagogiques pour les travaux pratiques (TP) liés aux unités d'enseignement de base et de spécialité en génie électrique. Ces maquettes, conformes aux normes internationales, seront conçues pour une utilisation intensive et intégreront des aspects pédagogiques tels que l'accès aux grandeurs pertinentes et leur visualisation, facilitant ainsi l'apprentissage et l'enseignement.

Contexte et Enjeux

Les travaux pratiques sont essentiels pour la formation en génie électrique, mais les maquettes existantes sont souvent coûteuses, peu flexibles ou obsolètes. Ce projet propose une solution open source pour créer des maquettes modulaires, économiques et adaptées aux besoins pédagogiques, tout en intégrant des technologies modernes comme l'impression 3D et la gravure de cartes PCB.

Approche et Méthodologie

• Conception des Maquettes :
  • Modules concernés : Électronique de puissance, machines électriques, électromagnétisme.
  • Normes et sécurité : Conformité aux normes internationales pour une utilisation sûre et durable.
• Fabrication et Prototypage :
  • Technologies utilisées : Impression 3D, graveurs CNC.
  • Partage des fichiers : Plateformes open source comme GitHub.
• Intégration Pédagogique :
  • Visualisation des grandeurs : Accès aux données pertinentes (tension, courant, puissance).
  • Supports vidéo : Tutoriels pour la conception et l'utilisation des maquettes.
  • Ateliers et workshops : Formation des enseignants et étudiants.

Innovations et Solutions Proposées

• Approche open source pour une reproduction facile et économique.
• Conception modulaire pour une adaptation à différents niveaux d'enseignement.
• Intégration du numérique : Impression 3D et graveurs CNC pour réduire les coûts.
• Pédagogie active : Implication des étudiants dans la conception.