Pôle Systèmes et Énergie Embarqués

Pôle systèmes et énergie embarquées

Le pôle Systèmes et Énergie Embarqués pour les transports (S2ET) développe des recherches sur le véhicule électrique, l’hybridation des sources d’énergies et le véhicule autonome

La mission du pôle Systèmes et Énergies Embarqués pour les transports (S2ET) est de développer des solutions innovantes pour des moyens de transports électrifiés, plus propres, plus respectueux de l’homme et de son environnement, plus intelligents, plus sûrs et mieux adaptés aux besoins des nouvelles mobilités.

Grâce à son positionnement particulier lié à la complémentarité et au couplage fort des thématiques énergie, contrôle et systèmes embarqués, l’objectif du pôle est d’œuvrer à la fiabilisation par la conception et par la commande des systèmes de transport.

Leurs objectifs :

  • Optimiser le système de stockage et la gestion de l’énergie embarquée pour les nouvelles mobilités.
  • Réaliser le diagnostic et la synthèse des commandes tolérantes aux défauts pour des transports intelligents et fiables.
  • Développer et optimiser les systèmes embarqués pour des transports autonomes et connectés.

Les applications des recherches menées par les équipes du pôle Systèmes et Énergies Embarqués pour les Transports concernent les véhicules électriques, les véhicules autonomes, les avions tout électriques et avions plus électriques, les drones autonomes, les systèmes de mobilité douce et les trains/trams autonomes.

Leurs expertises :

  • Étude et caractérisation électrique, thermique et vieillissement des systèmes de stockage embarqués.
  • Hybridation des sources d’énergies (Batterie, Supercondensateurs, Pile à Combustible, Photovoltaïque…).
  • Modélisation multi-physique, conception et optimisation des systèmes mécatroniques embarqués.
  • Contrôle/commande avancé et tolérant aux défauts.
  • Intelligence Artificielle et méthodes d’apprentissage appliquées aux véhicules autonomes.
  • Conception et optimisation d’architectures logicielles et de systèmes embarqués temps réel.

Deux axes de recherche au pôle Systèmes et Énergies Embarqués pour les transports : énergie et contrôle & systèmes embarqués et mobilités connectées

Axe Énergie et Contrôle

Cette équipe « Énergie et contrôle » travaille sur la conception par optimisation de chaînes de conversion d’énergie, l’hybridation de sources d’énergie et optimisation de la durée de vie des systèmes de stickage et l’amélioration des systèmes de stockage de l’énergie à bord des véhicules.

L’équipe travaille aussi au développement de stratégies de commande tolérante aux défauts, de stratégie de diagnostic adaptées et enfin de méthodes d’apprentissage et d’intelligence artificielle IA pour la prédiction des défauts et amélioration de la sûreté et la sécurité des véhicules autonomes.

Axe Systèmes Embarqués et Mobilité Connectée

La thématique « Systèmes embarqués et mobilités connectées » travaille à la conception et l‘optimisation de l’architecture logicielle des systèmes embarqués en temps réel, à l’intégration et la gestion des informations V2X (véhicule-véhicule, véhicule-infrastructure…) et enfin à la conception de systèmes embarqués reconfigurables et sûrs de fonctionnement (standard Autosar, ISO 26262, DO 178).

Positionnement et verrou scientifique du pôle Systèmes et Énergies Embarqués pour les transports

Positionnement

La valeur ajoutée de l’équipe se trouve notamment dans la complémentarité et le couplage des thématiques énergie, contrôle et systèmes embarqués pour des applications transports type véhicule électrique, véhicule autonome, avion tout électrique et avion plus électrique, drone autonome, système de mobilité douce et train/tram autonome.

Ainsi le positionnement est guidé par la « fiabilisation par la conception et par la commande des systèmes de transport ».

Verrous scientifiques et technologiques

Les principaux verrous scientifiques sur lesquels l’équipe travaille sont :

  • Conception par optimisation sous contraintes multi-physiques (encombrement, masse, thermique, rendement, fiabilité…) des chaines de conversion d’énergie et des systèmes mécatroniques.
  • Hybridation des sources d’énergie (batterie/super-condensateur/pile à combustible) et optimisation de la durée de vie des sources embarquées
  • Couplage entre les stratégies de gestion de l’énergie et la conception des sources embarquées et de l’électronique de puissance associée.
  • Prédiction et diagnostic de défauts multiples.
  • Développement de stratégies de commande tolérante aux défauts multi-niveaux (niveau chaine de conversion d’énergie, niveau véhicule, niveau environnement véhicule).
  • Optimisation sous contraintes multi-physiques de l’architecture logicielle des systèmes embarqués temps réel.
  • Conception de systèmes embarqués reconfigurables et sûrs de fonctionnement (standard Autosar, ISO 26262) et traçabilité tout au long de la conception.
  • Intégration et gestion des informations V2X (véhicule-véhicule, véhicule-infrastructure…).

 

Les principaux verrous technologiques sont :

  • Optimisation du cout de possession global du véhicule électrique.
  • Stratégies de recharge intelligentes (interaction véhicule/borne de recharge).
  • Développement de la mobilité douce (perception et interaction humain/moyen de transport).
  • Développement de la coopération entre le véhicule autonome et son environnement (prédiction de l’évolution d’un environnement mobile).
  • Développement et optimisation de la coopération autonome entre drones aériens et véhicules terrestres (adaptation automatique de la gestion de l’énergie embarquée en fonction des missions, couplage conception/contrôle-commande/architecture embarquée).
  • Développement de stratégies d’éco-conduite pour le véhicule électrique autonome.

Rayonnement du pôle Systèmes et Énergies Embarqués pour les transports

Le rayonnement du pole S2ET se traduit par différentes actions et réalisations complémentaires parmi elles :

  • L’implication dans des comités de pilotage des pôles de compétitivités (Mov’eo, Astech et ID4Car) ; le GIS ITS (Systèmes de Transport Intelligents); les GDR SEEDS (Systèmes d’Énergie Électrique dans leurs Dimensions Sociétales) et MACS (modélisation, analyse et conduite des systèmes dynamiques).
  • La participation à des comités de lectures et membres éditeurs de revues et journaux (International Journal of Nonlinear Dynamics and Control, International Journal of Digital Signals and Smart Systems, Mechatronics and Applications, …).
  • L’implication dans les comités scientifiques de plusieurs conférences nationales et internationales (CIEL, AICCSA, IEEE SSD, IEEE ICIP, IEEE CoDit, …).
  • L’organisation de sessions spéciales dans des conférences internationales (IEEE SSD et IEEE CoDiT, …).
  • La participation en tant que chairman pour animer plusieurs sessions dans des conférences IEEE (SSD, CIFA, CCA…).
  • La participation dans l’organisation d’évènements scientifiques (ESTACA International Week, journées GDR, journées pôles de compétitivités, journées SIA…).
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