Simulation énergétique flexible d’un carrousel de métros basée sur la représentation énergétique macroscopique
(Flexible energetic simulation of a subway carrousel based on energetic macroscopic representation)

URL d'accès : http://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupver...

Auteur(s):  Mayet, Clément
Date de soutenance : 24/03/2016
Éditeur(s) : Université Lille1 - Sciences et Technologies 

Langue : Français
Directeur(s) de thèse :  Bouscayrol, Alain ; Delarue, Philippe
Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP)
Ecole doctorale : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille)

Classification : Sciences de l'ingénieur
Discipline : Génie électrique
Mots-clés : Représentation énergétique macroscopique (REM)
Simulation "hardware in the loop"
Métros automatiques
Chemins de fer électriques -- Consommation d'énergie -- Simulation par ordinateur
Systèmes non linéaires
Causalité (physique)
Graphes de lien

Résumé : La sobriété énergétique des systèmes de transport est primordiale afin de limiter leur impact environnemental. Ainsi les transports en communs électriques, tels que les métros ou tramways, sont fortement sollicités dans les zones urbaines. Diverses solutions innovantes sont apparues récemment afin d’accroître d’avantage leur efficacité énergétique (systèmes de stockage d’énergie, stations d’alimentation réversibles, etc.). Cependant, au vu de la complexité des études de dimensionnement et d’optimisation de ces systèmes, les outils de simulation numérique sont devenus indispensables. Or, ces outils sont particulièrement délicats à développer en raison des non-linéarités (non-réversibilité des stations d’alimentation), des non-stationnarités (mouvement des rames), et des fortes interactions énergétiques qui existent au sein des systèmes ferroviaires. Cette thèse propose alors un nouvel outil de simulation de carrousel de métros basé sur le formalisme REM (Représentation Energétique Macroscopique). Ce formalisme a pour volonté de structurer les modèles mis en jeux suivant les propriétés énergétiques du système. Il conduit à des approches de simulation « forward » avec un usage exclusif de la causalité intégrale. De ce fait, le programme de simulation proposé est issu d’une approche innovante et permet d’avoir un nouveau regard sur le système de carrousel de métros. Ces approches permettent notamment d’accroitre la flexibilité du programme de simulation tout en garantissant des résultats de simulation physiques. De plus, cette thèse a une volonté affichée de valider expérimentalement l’ensemble des modèles développés.


Résumé (anglais) : Transportation systems have to be efficient in terms of energy in order to limit their environmental impact. Electric public transportation, such as subways or tramways, is thus strongly requested in urban areas. Various innovative solutions have emerged recently to increase their energy efficiency (energy storage systems, reversible traction power substations, etc.). However, due to the complexity of the development and optimization of such systems, numerical simulation tools are essential. Nevertheless, simulators of railway systems are particularly delicate to develop due to non-linearity (non-reversibility of traction power substations), non-stationary (displacement of trains), and multiple energetic interactions which exists within these kind of systems. This PhD thesis then proposes a new simulation tool of subway system based on EMR formalism (Energetic Macroscopic Representation). This formalism structures the models according to the energetic properties of the system. It leads to a forward simulation approach with exclusive use of the integral causality. In that way, the proposed simulation tool is stemming from an innovative approach and allows a new vision of subway systems. These approaches allow especially the increasing of the simulator flexibility and the obtaining of physical simulation results. Moreover, this PhD thesis has the particularity to experimentally validate all the developed models.


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